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              碳纖維復合材料在風電葉片主梁的不同應用方式

              2018-12-26 來源:嚴說一點作者:病龍 瀏覽數:655

              目前碳纖維主梁的工藝主要有三種:預浸料工藝、碳布灌注工藝和拉擠碳板工藝。這是基于風電傳統工藝和碳纖維工藝特點形成的。

              碳纖維復合材料在風電葉片主梁的不同應用方式

                目前碳纖維主梁的工藝主要有三種:預浸料工藝、碳布灌注工藝和拉擠碳板工藝。這是基于風電傳統工藝和碳纖維工藝特點形成的。
                本文來源: 嚴說一點    作者:病龍
                預浸料工藝是最傳統的碳纖維復合材料加工工藝,因此最初制作葉片大梁也使用預浸料。
                因為葉片都很長,因此沒有辦法采取傳統的高溫固化。如此制作葉片大梁使用的碳纖維預浸料是一種低溫固化預浸料,加工工藝采取的真空袋壓的方式,該工藝對手工操作要求較高,而且固化時間也較長。預浸料工藝制備碳纖維大梁,以手工方式鋪放,生產復雜形狀結構件的理想工藝,工藝及設備也成熟,勞動環境比較差,效率低,成本很高,目前多在樣機中使用,無法滿足批量化使用的要求。
                碳布灌注工藝是目前多家風機及葉片廠家使用的工藝,普通葉片的玻纖大梁就采取該工藝。該工藝比較成熟。
                該工藝對模具要求不高,模具制作簡單,甚至可以利用現有模具,產品質量穩定性高,重復性能好,制品表觀質量好,相同鋪層厚度薄,強度高。但該工藝對碳布要求較高,且生產效率不高,成本也較高,而且一旦出問題,就會導致整個碳梁報廢,因此制約了其推廣。
                拉擠工藝是復合材料工藝中效率最高、成本最低的,而且纖維含量高,質量穩定,連續成型易于自動化,適合大批量生產。利用碳纖維拉擠板材制備葉片大梁可以和葉片一起制作,鋪層工藝簡單,利用該工藝制作葉片的時間只有灌注工藝的一半,但對葉型設計有較高要求。
                利用該工藝制作葉片大梁是維斯塔斯的核心,該公司開發成功后,開始大規模推廣。該工藝利用利用制作好的碳纖維拉擠板材,在特定的工裝輔助下,進行鋪疊就可以了,簡化了工藝,縮短了時間。目前維斯塔斯兆瓦級以上風機葉片都使用碳纖維復合材料,極大的推動了碳纖維在風電領域的應用,2016年全球碳纖維用量首次超過航空航天,成為碳纖維用量最大的領域,2017年風電使用的碳纖維2萬4千多噸,維斯塔斯一家用量就在2萬噸左右。
                碳纖維制作葉片大梁的不同工藝受到了多家公司的研究,而隨著風電的快速發展,大葉片的趨勢也越來越明顯,碳纖維在葉片中應用也成了必然。但三種工藝差異明顯,如何選擇就是一個問題。下表是某家公司對三種工藝的分析對比。
                但利用拉擠工藝生產碳纖維復合材料板材應用于風電優勢明顯,是碳纖維產業的重大創新突破,直接推動了碳纖維在工業領域的應用進步。

              標簽:

              葉片 風電
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