FRP在大型風力發(fā)電機葉片中的應用

　　傳統(tǒng)FRP風力發(fā)電機葉片多采用了、手糊工藝制造。手糊工藝生產(chǎn)風機葉片的主要缺點是產(chǎn)品質(zhì)量完全依賴于工人的操作熟練程度及環(huán)境條件，生產(chǎn)效率低且產(chǎn)品質(zhì)量波動較大，產(chǎn)品的動靜平衡保證性差，廢品率高。葉片在使用過程中由于手糊工藝過程中的含膠量不均勻、纖維與樹脂的浸潤性不良或固化不完全而是出現(xiàn)裂紋、斷裂和變形等問題。此外，手糊工藝過程伴有大量有害物質(zhì)和溶劑的釋放，存在環(huán)境污染問題。
　　目前已開發(fā)出多種較先進的工藝，如預浸料工藝、機械浸漬工藝、樹脂傳遞模塑（RTM）工藝及真空輔助灌注工藝。
　　RTM工藝是首先在模具型腔中鋪放好按性能和結(jié)構(gòu)要求設計的增強材料預成型體，采用注射設備將專用低粘度樹脂體系注入閉合式型腔，由排氣系統(tǒng)保證樹脂流動順暢，排出型腔內(nèi)的全部氣體和徹底浸潤纖維，由模具的加熱系統(tǒng)使樹脂等加熱固化而成型為FRP構(gòu)件。RTM工藝適宜于中小尺寸風機葉片的中等批量生產(chǎn)（5000~30000片/年）。RTM工藝屬于半機械化的FRP成型工藝，特別適宜于一次整體成型的風力發(fā)電機葉片，無需二次粘接。與手糊工藝相比，這種工藝具有節(jié)約各種工裝設備、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。同時由于采用低粘度樹脂浸潤纖維以及加溫固化工藝，復合材料質(zhì)量高，且RTM工藝生產(chǎn)較小依賴工人的技術(shù)水平，工藝質(zhì)量僅僅依賴于預先確定好的工藝參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量易于保證，廢品率低。RTM工藝的技術(shù)含量高，無論是模具設計和制造、增強材料的設計和鋪放、樹脂類型的選擇與改性、工藝參數(shù)（如注塑壓力、溫度、樹脂粘度等）的確定與實施，都需要在產(chǎn)品生產(chǎn)之前通過計算機模擬分析和實驗驗證來確定。模擬仿真作為RTM工藝的關鍵技術(shù)發(fā)展迅速。等溫和非等溫條件下一維、二維、三維的模擬仿真模型已經(jīng)問世。采用RTM工藝自主開發(fā)的軟件系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了RTM工藝中樹脂流動充模過程的模擬仿真。
　　真空輔助灌注成型工藝是近幾年發(fā)展起來的一種改進的RTM工藝。真空輔助灌注技術(shù)是應用薄膜包覆敞口模具，應用真空泵抽真空，借助于鋪放在結(jié)構(gòu)層表面的高滲透率的介質(zhì)引導將樹脂注入到結(jié)構(gòu)層中。它多用于成型形狀復雜的大型厚壁制品，在國外已用于成型大型的GFRP葉片。