用于制造風力渦輪機的部件的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于制造風力渦輪機的部件特別是轉子葉片的方法。
【背景技術】
[0002]現代風力渦輪機轉子葉片由組合有芯子構件比如輕質木材或塑料泡沫等的纖維增強復合材料構成。
[0003]例如，EP 2 123 431 Al描述了一種使用真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)工藝來制造轉子葉片的方法。在該制造工藝的第一步驟中，分別在模具的下部和上部上布置纖維材料。通過從下方施加的真空使纖維材料固定就位。然后，將模芯覆蓋在真空袋中，并與腹板(也稱為抗剪腹板)一起置于模具的下部中。接下來，使模具的上部與纖維材料一起，圍繞其縱向軸線翻轉180°，并放置就位以便模具閉合。在再一步驟中，向真空袋與模具之間的空間施加真空。然后，注射樹脂。當樹脂已凝固時，打開模具，并從模具中移除固化的葉片。
[0004]通常，在向模具的下部和上部上布置纖維材料之前，以脫模劑覆蓋相應的模具表面。脫模劑允許固化的葉片從模具中移除。然而，通常，一部分脫模劑粘附于固化后的轉子葉片表面。因此，有必要對固化的轉子葉片進行吹砂或噴砂以移除任何殘留的脫模劑。否貝1J，用于填充或修復固化之后的轉子葉片的較小表面缺陷的填料材料以及涂料將不會粘附于轉子葉片表面，因為它們與脫模劑的粘結力低。

【發明內容】

[0005]本發明的一個目的是提供一種改善的用于制造風力渦輪機的部件的方法。
[0006]因此，提供了一種用于制造風力渦輪機的部件特別是轉子葉片的方法。所述方法包括:a)以剝離層覆蓋模具表面，b)在剝離層之上提供由纖維材料形成的疊層，c)使浸漬所述纖維材料的樹脂固化以形成所述部件，以及d)從所述部件剝離所述剝離層。
[0007]所述方法的優點在于，剝離層保護或保持脫模劑遠離部件的表面。或者，甚至可以使用剝離層代替任何脫模劑。在該情況下，剝離層本身用作脫模劑。
[0008]因此，在本發明的方法中，在轉子葉片固化并且剝離層被移除之后，沒有脫模劑粘附于轉子葉片。因此，不再需要對轉子葉片進行噴砂或吹砂。這不僅是有成本效益的，而且還改善轉子葉片表面的質量，因為噴砂或吹砂通常會在轉子葉片表面中生成大量的針孔。更進一步，公知的是在以樹脂浸透纖維材料期間，脫模劑對樹脂流動具有負面影響。這也通過使用本文中描述的剝離層而得到避免。
[0009]優選地，步驟d)的剝離層是或類似于塑料箔。“剝離”是指剝離層內的材料在層內形成的結合力強于在層與轉子葉片的表面之間形成的結合力。因此，能以一片或多個較大的片剝掉剝離層。
[0010]步驟b)中用于疊層的纖維材料可以包括具有不同形狀和成分的纖維材料。例如，纖維材料可以包括纖維、粗紗、纖維墊、纖維織物、編織纖維或纖維氈的疊層。纖維可以單向地、以雙軸構造或以其它構造配置。纖維可以包括例如玻璃纖維、碳纖維和/或芳族聚酸胺纖維。可以以預浸漬狀態(所謂的預浸料坯材料)或以未浸漬狀態來供應纖維材料。在后一情況下，在步驟C)之前以樹脂浸漬纖維材料。例如，可以在樹脂傳遞模塑(RTM)或真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)工藝中向纖維材料中注射樹脂。在VARTM工藝中，例如，將包含纖維材料的疊層覆蓋在真空袋中。在再一步驟中，向真空袋與模具之間的區域施加真空。然后，向所述區域中注射樹脂。在樹脂已凝固或已固化之后，通常是通過添加外熱，移除真空袋和/或模具，從而獲得最終的轉子葉片。當然，當使用預浸料坯材料時，不必以樹脂注射纖維材料。
[0011]一般來說，模具可以是敞開模具或閉合模具。例如，模具可以包括一個或多個部分，特別是下部和上部。
[0012]“未固化”在本文中是指樹脂完全沒有或者在很大程度上沒有硬化和/或交聯。“固化”或“凝固”是指樹脂已在一定程度上硬化和/或交聯，其中疊層的形狀將不再變化或不再顯著地變化。
[0013]可以用于浸漬纖維材料的樹脂的示例有環氧樹脂、聚酯、乙烯基酯或任何其它適當的熱塑塑料或硬塑料材料。
[0014]步驟b)中，在纖維材料不是水平配置的情況下，“之上”還包括“鄰近”或“相鄰”。可以直接在剝離層之上提供疊層纖維材料。在另一些實施例中，一些其它材料，例如真空分散層、輕質木材層或泡沫層可以配置在纖維材料的疊層與剝離層之間。出于同樣的原因，剝離層不必直接配置在模具表面上。例如，可以在剝離層與模具表面之間提供脫模劑。
[0015]“疊層”在本文中定義為一層或多層纖維材料。
[0016]“a) ”、“b) ”、“c) ”和“d) ”并不暗示方法步驟的固定順序。相反，對于本領域的技術人員而言，視情況，可以按不同順序實施步驟a)到d)。
[0017]根據一個實施例，在步驟a)中，以液體形態將剝離層施加至模具表面。
[0018]例如，剝離層可以包括具有兩種或更多種組分的聚合物體系。將兩種組分，通常是液體或糊料，混合并施加至模具表面。呈液體形態的剝離層可以在模具表面之上輕松地擴散或分布。此外，能在現場，即在模具處，例如在容器中，輕松地存儲液體剝離層。在另一些實施例中，在步驟a)中提供的剝離層已經為固體形態。例如，模具表面在步驟a)中可以覆蓋有塑料剝離箔或類似的箔。
[0019]根據再一實施例，通過添加外熱使剝離層從其液體形態轉變成固體形態。
[0020]因此，剝離層在步驟a)中以液體形態施加，在步驟d)之前的在某一點處被加熱，以便變成固體并形成可剝離的剝離層，并在步驟d)中，從部件剝離固體剝離層或箔。
[0021]根據再一實施例，在步驟c)中添加外熱來使浸漬纖維材料的樹脂固化，所述外熱還使剝離層從其液體形態轉變成固體形態。
[0022]換言之，剝離層與樹脂在相同步驟中被加熱。特別地，可以使用相同的外熱源，例如電加熱元件，來加熱剝離層以及樹脂。
[0023]剝離層從其液體形態轉變成其固體形態的過程也可以被描述為“固化”或“凝固”。特別地，從液體向固體形態的轉變可以包括剝離層材料中的分子鏈的交聯。替代地或附加地，剝離層材料中的揮發性組分可以蒸發以形成固體形態。
[0024]根據再一實施例，剝離層被噴射到模具表面上。
[0025]為此，可以使用噴槍。該工藝是快速的，并且確保剝離層橫跨模具表面的均勻分布。替代地，可以通過滾筒(類似于涂料滾筒)來施加液體剝離層。
[0026]根據再一實施例，剝離層包含聚合物。
[0027]根據再一實施例，所述聚合物是乙酸乙烯酯-乙烯醇聚合物。
[0028]另外，剝離層，至少步驟a)的剝離層，除了聚合物之外，還可以包括水、丙三醇和/或乙醇。例如，步驟a)的液體剝離層按重量百分比計可以包括:70%-90%的水、10%-30%的乙酸乙烯酯-乙烯醇聚合物、1%_5%的丙三醇和/或0.1%-1%的乙醇。這種液體剝離層例如由3M公司制造(噴房涂料，PN 6839 PN 6839PN 6840)。
[0029]根據再一實施例，步驟a)中，向模具表面施加脫模劑，并將剝離層施加至覆蓋有脫模劑的模具表面。
[0030]當剝離層本身不用作脫模劑或者不在足夠的程度上用作脫模劑時，該實施例是特別有利的。然而，如已經指出的，在另一些實施例中，剝離層可以完全代替脫模劑。
[0031 ] 根據再一實施例，剝離層具有與模具表面不同的反射性能。
[0032]這將允許操作者特別是人類操作者，輕松地識別模具表面的未在步驟a)中被剝離層覆蓋的區域。或者，不同的反射性能可以有助于操作者識別在轉子葉片已經從模具移除之后仍然粘附于模具表面的各片剝離層。不同的反射性能可以例如導致剝離層和模具表面具有不同顏色。
[0033]根據再一實施例，剝離層具有與所形成的部件的表面不同的反射性能。
[0034]因此，操作者將在步驟d中)輕松地識別出仍然貼附或粘附于所述部件上的各片剝離層。這將確保整個剝離層被操作者移除。
[0035]根據再一實施例，剝離層是透明的。
[0036]因此，操作者將能夠識別部件的表面中的缺陷。例