復合材料風機葉片發展現狀及成型工藝進展

3  葉片成型工藝
　　大型風力機葉片大多采用組裝方式制造。分別在兩個陰模上成型葉片蒙皮，主梁及其他玻璃鋼部件分別在專用模具上成型，然后在主模具上把兩個蒙皮、主梁及其它部件膠接組裝在一起，合模加壓固化后成整體葉片。膠粘劑是葉片的重要結構材料，直接關系到葉片的強剛度。要求膠粘劑具有較高的強度和良好的韌性，且要有良好的操作工藝性，如具有不坍塌、易泵輸、低溫固化等特性。由于大多大型風力機葉片采用組裝方式制造，這就使其制備的成型工藝有多種。[-page-] 
　　FRP葉片的成型工藝大致有八種：①手糊工藝；②真空輔助注射；③樹脂傳遞模塑（RTM）；④SCRIMP浸漬工藝；⑤纖維纏繞藝（Fw）；⑥纖維鋪放工藝（FP）；⑦木纖維環氧飽和工藝（WEST）；⑨模壓工藝。下面介紹幾種葉片的成型工藝。
3.1  手糊工藝
　　傳統的葉片成型工藝多用手工鋪糊，又稱濕法成型。在手糊工藝中，將纖維基材鋪設放在單模中，然后用滾或毛刷涂覆玻璃布和樹脂，常溫固化后脫膜。該法以手工勞動為主，簡便易行，成本低，可用于低成本制造大型、形狀復雜制品、但效率亦低，質量不穩定，工作環境差，多用于中小型葉片的的成型。干法成型（即預浸料成型）屬新興技術，纖維先制成預浸料，現場鋪放，加溫（或常溫）加壓固化，其生產效率高，現場工作環境好，由丹麥的Vestas首創并大量應用。應特別指出當，葉片用到碳纖維時，多用預浸料法成型。
3.2  樹脂傳遞模塑（RTM）
　　最新發展的葉片成型方法是RTM（即樹脂傳遞模塑成型）法，將纖維預成型體置于模腔中，然注入樹脂，加溫成型。RTM是目前世界上公認的低成本制造方法，發展迅速，應用廣泛。應該指出的是RTM是該法的一個總稱，其下可有多種衍生方法。生產大型葉片多用的是VARTM和SCRIMP法。
　　VARTM工藝是最近幾年發展起來的一種改進的RTM工藝。真空輔助灌注技術是應用真空，借助于鋪在結構層表面的高滲透率的介質引導，將樹脂注入到結構鋪層中的一種工藝技術，多用于成型形狀復雜的大型厚壁制品，國外在成型大型玻璃鋼產品中有所應用。我國玻璃鋼／復合材料葉片制造廠家由于受到市場、技術、材料、資金等方面的影響，大多采用濕法手糊工藝，常溫固化。工藝相對簡單，不需要加溫加壓裝置。但對于兆瓦級大型的風力機葉片來講，由于葉片體形龐大，如1.5MW風力機葉片的最寬處達3100mm，應用傳統的手糊成型工藝已很難實施，況且手糊成型具有生產效率低、勞動強度大、勞動衛生條件差、產品質量不易控制、性能穩定性不高、產品力學性能較低等缺點。真空輔助灌注技術是解決這一難題的一種新的成型工藝。上玻院在研制863項目1MW風力機葉片時采用了真空輔助灌注工藝，通過多次試驗摸索，解決了一系列技術問題，如布管方式、真空度控制、樹脂選擇、鋪層皺折等，取得了很好的效果，使葉片成型工藝技術水平提高了一個層次。目前1.5MW葉片的生產也應用該技術。[-page-] 
　　SCRIMP即西曼復合材料模塑成型法，為美國：人西曼所發明，僅需單面模具且要求簡單，另一面亦為真空袋，適用于制造大型復雜制件。TPI Composites公司已用該法制造了其30m長的葉片。
3.3  纖維纏繞工藝（Fw）