第四屆中國(guó)國(guó)際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇（CWPC2018）于2018年3月30日上午在江蘇省阜寧縣天鵝湖大酒店隆重召開(kāi)，來(lái)自海內(nèi)外的200多個(gè)企業(yè)、600多余位風(fēng)電行業(yè)、復(fù)材行業(yè)的精英參加了本屆盛會(huì)。上午的開(kāi)幕式結(jié)束之后，高峰論壇分別設(shè)置了新材料、新技術(shù)專(zhuān)場(chǎng)，設(shè)計(jì)運(yùn)維優(yōu)化專(zhuān)場(chǎng)，新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)專(zhuān)場(chǎng)，技術(shù)工藝創(chuàng)新專(zhuān)場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)話專(zhuān)場(chǎng)等多個(gè)專(zhuān)場(chǎng)，將呈現(xiàn)大量精彩內(nèi)容。
戴鉑新材料（昆山）有限公司中國(guó)區(qū)技術(shù)經(jīng)理曾鳴在新材料、新技術(shù)專(zhuān)場(chǎng)做了題為《泡沫芯材表面處理的優(yōu)化對(duì)葉片制造綜合成本和效率的影響》的演講。以下為演講內(nèi)容實(shí)錄：
今天上午很多同行和專(zhuān)家都介紹了隨著葉片越來(lái)越大的趨勢(shì)，材料需要精益增效，生產(chǎn)需要精益增效，配合2020年的風(fēng)火同價(jià)的大趨勢(shì)。作為芯材供應(yīng)商，戴鉑一直作為芯材方面的專(zhuān)家對(duì)泡沫芯材、砧木以及PET芯材等進(jìn)行深入研究，提供綜合的解決方案。下面我的介紹分為四部分：
一、芯材真空導(dǎo)流技術(shù)
真空灌注應(yīng)用在葉片應(yīng)用以前，在很多行業(yè)都應(yīng)用。1999年，戴鉑在上世紀(jì)在灌注方面就做了很多研發(fā)，但當(dāng)時(shí)是傳統(tǒng)的，對(duì)造船和其他工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)使用真空灌注工藝的目的是減輕重量，減少模具占用時(shí)間，而且減少耗材應(yīng)用量。戴鉑地區(qū)的灌注特點(diǎn)是芯材灌注，是利用泡沫上的芯材打孔灌注樹(shù)脂，不需要導(dǎo)流網(wǎng)和其他的介質(zhì)，通過(guò)布管方案，介紹了灌注量。二十年前我們?yōu)榭蛻?hù)提供了很多培訓(xùn)、設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)工人的工藝培訓(xùn)方面的服務(wù)。
直到最近十年，它在風(fēng)電上得到了應(yīng)用。至今為止有一個(gè)細(xì)節(jié)在行業(yè)內(nèi)部還沒(méi)有得到太多人的關(guān)注，就是表面處理方式的優(yōu)化對(duì)關(guān)注工藝對(duì)成本的影響。芯材灌注工藝的特點(diǎn)就是槽孔處理來(lái)作為樹(shù)脂流動(dòng)的通道，導(dǎo)流網(wǎng)對(duì)樹(shù)脂的流動(dòng)阻力更小，樹(shù)脂的流動(dòng)距離比導(dǎo)流網(wǎng)的傳遞更遠(yuǎn)，而且減少了管道的數(shù)量，進(jìn)一步降低了耗材的用量和對(duì)應(yīng)的峰值。
二、芯材表面處理樹(shù)脂用量
提到灌注工藝對(duì)樹(shù)脂的消耗量，我們進(jìn)行了非常細(xì)的界定，首先是樹(shù)脂的消耗量。消耗量的定義上分為三部分：一是芯材是泡孔結(jié)構(gòu)，雖然是閉孔結(jié)構(gòu)，但對(duì)芯材表面切開(kāi)半開(kāi)的微孔會(huì)有吸收，目前在65微米的孔上比傳統(tǒng)有很高的吸收量。第二部分是填充芯材槽孔的樹(shù)脂量。第三部分是管路和耗材中的用量，包括導(dǎo)流網(wǎng)、管路等消耗，我們稱(chēng)之為樹(shù)脂消耗總量，這不包含纖維鋪層的樹(shù)脂用量，這個(gè)和芯材的處理沒(méi)有太大關(guān)系的部分，而且也沒(méi)有辦法改變的。
我們?cè)谌~片雙曲面結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常看到的泡沫芯材和輕木的夾型包含了兩種方式：一是切縫，切縫也是輪廓板，輪廓比較深，主要是形成輪廓板的曲面；二是淺槽打孔，左邊是為了隨型的要求。
看看兩種工藝有什么影響。這是25mm葉片上經(jīng)常用的60密度的PVC項(xiàng)目，在我們公司代碼是H60，這是常用葉片上的產(chǎn)品。如果芯材的總量按密度是150kg/㎡，樹(shù)脂的消耗量單面是1mg。灌注之后是2.5公斤，我們關(guān)注一下重量。
輪廓板利用同樣的面積，重量稍微降了一點(diǎn)，因?yàn)榍懈畹膿p耗從1.5降到1.4，它從2平方增加到3平方，這帶來(lái)了樹(shù)脂在表面的消耗從剛才的1kg/㎡上升到2kg/㎡。這個(gè)是沒(méi)有打孔，樹(shù)脂為了填充這個(gè)空間需要增加2.1kg填充，這樣2.5kg加上2.1kg，平板是1.0kg，打孔之后達(dá)到了4.6kg，希望大家關(guān)注這些數(shù)字。最近我們?cè)诳蛻?hù)中開(kāi)展了工作，就是希望把4.6繼續(xù)下降，下降到合理水平。樹(shù)脂消耗總量包含了芯材表面吸收量、芯材樹(shù)脂消耗量、導(dǎo)流網(wǎng)上耗材的消耗量。
三、葉片制造工藝的優(yōu)化
根據(jù)生產(chǎn)消耗，我們提出了優(yōu)化的想法。我們都很清楚殼體是沿著長(zhǎng)度方向曲率變化比較小，沿著寬度和舷向比較大的幾何造成。所以，通常來(lái)講樹(shù)脂灌注的時(shí)候，導(dǎo)流管方向是水平葉片方向，流管方向是垂直葉片或者隨著葉片流動(dòng)。根據(jù)這樣的特點(diǎn)，為什么要用雙向的導(dǎo)流槽提供流動(dòng)，其實(shí)單向的導(dǎo)流槽完全可以滿(mǎn)足葉片灌注的要求，所以采用單向，這是可以垂直。大多數(shù)面積是單向彎曲，所以葉片沿著葉片長(zhǎng)度切，我們稱(chēng)之為單曲面的輪廓板，這兩個(gè)部分正好是垂直的。
淺槽可以淺項(xiàng)開(kāi)。所以表面處理的優(yōu)化選擇很簡(jiǎn)單，原則上就是去處不需要的切縫和槽孔，減少額外的體積和暴露面積對(duì)樹(shù)脂的吸收，根據(jù)取率的特點(diǎn)選擇合理的特點(diǎn)，最后是根據(jù)灌注工藝樹(shù)脂流動(dòng)的需要選擇淺槽的打孔方式。同時(shí)我們可以選擇單向開(kāi)淺槽的方式，就可以免去導(dǎo)流網(wǎng)的消耗。
優(yōu)化時(shí)需要考慮的問(wèn)題：一是葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這是我們經(jīng)常遇到的阻力，我們開(kāi)辟了葉片結(jié)構(gòu)方式；二是葉片重量，我們減少重量，就是葉片還在窗口范圍內(nèi)；三是芯材套材設(shè)計(jì)和成本以前是90度的開(kāi)槽，現(xiàn)在是單向開(kāi)槽，芯槽消耗就會(huì)降低一些；四是耗材的使用、樹(shù)脂的消耗；五是灌注時(shí)間和占模時(shí)間有改進(jìn)；六是工時(shí)會(huì)下降。
我們?cè)谧鰞?yōu)化項(xiàng)目的時(shí)候，希望和客戶(hù)和葉片客戶(hù)的采購(gòu)、質(zhì)量、生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、研發(fā)五大部門(mén)一起磋商，制定共同的優(yōu)化目標(biāo)。
四、優(yōu)化案例
案例：這是我們和一個(gè)歐洲客戶(hù)表面處理優(yōu)化合作的案例，這是優(yōu)化輕木和泡沫的表面處理方式，降低樹(shù)脂消耗量，減少輔料。我們采用的是輕木泡沫混合芯材葉型，我們計(jì)算時(shí)容易忽略的因素是局部曲面切縫張角，我們公司做了軟件，把各種因素都考慮進(jìn)去，做到精準(zhǔn)的理論值計(jì)算。
我們1-2.2米到11.8-14.2米兩個(gè)方式驗(yàn)證殼體兩個(gè)局部分段模具上的全寬度驗(yàn)證試驗(yàn)，推進(jìn)樹(shù)脂流動(dòng)完整度和纖維浸潤(rùn)程度，然后是首只殼體試制，然后進(jìn)行試制，在這樣的案例上我們保留了局部導(dǎo)流網(wǎng)，這個(gè)地方?jīng)]有芯材還是全導(dǎo)流網(wǎng)覆蓋，但是在其他的芯材區(qū)域已經(jīng)做到了免復(fù)材，沒(méi)有導(dǎo)流網(wǎng)，結(jié)果是非常成功的。
最后的結(jié)果統(tǒng)計(jì)是樹(shù)脂消耗總量減少了7%，導(dǎo)流網(wǎng)用量節(jié)省了65%，灌注時(shí)間減少了20分鐘，耗材鋪放和情理時(shí)間減少了30分鐘，單之葉片降本呈遞了600歐元。其他的成本還沒(méi)有計(jì)算進(jìn)去。
五、創(chuàng)建項(xiàng)目
創(chuàng)建項(xiàng)目要業(yè)型選擇、殼體腹板部件選擇，確認(rèn)制約因素，選擇合理的優(yōu)化方案理論計(jì)算、試驗(yàn)和試制，論證實(shí)際值和理論值的差異。但這里強(qiáng)調(diào)的是無(wú)論怎么優(yōu)化，有一個(gè)最大的原則是要保證批量生產(chǎn)的穩(wěn)定和質(zhì)量的穩(wěn)定。
六、戴鉑概況
戴鉑是六十多年研發(fā)制造高性能三明治夾芯復(fù)合材料及體解決方案的經(jīng)驗(yàn)，總部在熔點(diǎn)，全球有7個(gè)生產(chǎn)基地，有6個(gè)銷(xiāo)售子公司，有本地的支持團(tuán)隊(duì)，我也是負(fù)責(zé)本地支持的技術(shù)經(jīng)理。全球分布情況在各個(gè)地區(qū)都有生產(chǎn)基地和銷(xiāo)售分公司，在中國(guó)是在江蘇的昆山和張家港，距離這里不遠(yuǎn)，希望各位同仁有機(jī)會(huì)可以到我們這里考察交流。
（內(nèi)容來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)速記，未經(jīng)本人審核）
