【速記】2017風電葉片復合材料——風電行業輕量化材料的發展之路—低成本、可工業化

　　各位來賓、各位領導，同仁，大家下午好！很高興能有這個機會跟大家一起在這春風徐徐的3月相聚在泰山之首。國內風電從2005年發展以來經歷了起起伏伏，到現在這個階段葉片已經從之前的30多米發展到60多米，重量從之前的10多噸上升到30多噸。在這個情況下葉片對于輕量化的要求已經迫于眉睫，從而對材料提出了新要求。我們針對各類需求進行了一個探索，同時匯總到織物上，主要是可以分成幾個部分，這就是我們今天的一個目錄，首先是一個低成本的織物；第二是一個輕量化的織物；第三如何實現低成本織物的工業化的批量化生產。

　　大家看到這張圖上面有三個織物，藍色的線是我們大梁上經常用的普通的E-Glass系列，綠色的是大梁上用的高模織物系列，這兩個織物是現在風電上常用的兩個規格。黃顏色的是我們現在正在主推的產品，就是高模高克重的織物，它是通過織物纖維含量的增加提升產品的性能，從而達到了它的一個性能的提升。但是它的價格并沒有比高模織物增加，所以這個產品目前是現行的整個E-Glass系列里面相對比較直接，而且是效果比較優異的一個產品。這個產品的性能規格這些就是今天泰山的劉總也在上午的PPT里面做了一些詳細的描述，所以我在這里就不一一的詳細敘述它了。

　　另外一個低成本織物就是我們的碳玻混編織物，它可以放在0度也可以放在90度，還可以放在正負45度，它的軸向、方向、克重都是可以設計的，可以通過你的設計去達到你所需要的一個模量，所以它的有一個特性就是它的可設計性，這個是我們自己的織物做出來的一個測試數據，分別是加了7%的碳纖、11%、14.33%的碳的狀態。光從7.7這個狀態來講呢，它的整個模量的提升就比原來的高模玻纖提高了將近20%，達到了現在高波玻纖所不能達到的一個模量級水平。后面當然是隨著碳纖維比例的增長越多，模量會越高。

　　從這個圖就很明顯了，左邊一個是我們的一個廣義的材料圖，這里面有一些陶瓷、金屬件、木桶、海綿、橡膠這些，中間這個部分就是屬于復合材料，實際上復合材料還是有很多種。但我們現在這里主講的是屬于玻纖碳纖這一類的復合材料，這一類產品由于玻纖和碳纖的本身材質跟性能的差異，所以在這個復合材料范圍內，玻纖和碳纖中間的空白區還是很大的，所以我們用了碳玻混編這個方式填補這個空白。從右邊的圖看黃色的線是當時我們用碳玻混編的數據理論記出來的一條線，所有的黑色點點都是我們實際測試出來的結果，也就是說我們的測試結果跟我們的理論值基本上是非常符合的，所以這個碳玻運用它的一個混編的效益達到了它整個填補碳纖維跟玻纖之間的空白，并且遠比我們想象的要大得多。

　　這個肯定大家都會想，碳纖跟玻纖是兩個不同質地的產品，這個產品延伸率都不一樣，你怎么保證它的延伸界面沒有問題，不會產生失效這種狀態？這個就是我們針對這兩種產品分別在不同的溫度下，零下40度、常溫、50度及80度下面做了一個失效測試，藍色的是我們現在在做的玻璃纖維，黃色的是我們碳玻混的狀態，從這個圖上碳玻混在每一個溫度下呈現的狀態下都沒有比玻纖差，也就是沒有我們想象的會層間失效的。

　　同樣大家還要關注疲勞，靜態提升了疲勞沒有提升這個產品是沒有用的。這兩張圖也是我們實際測試結果圖，左邊這一張是我們拉拉疲勞的，右邊是拉壓疲勞的。從這個層面來看在相同應力水平下面，碳玻混的疲勞狀態比玻纖要好10-20倍，從拉壓的圖上來看呢，碳纖在高應力水平下面，應力水平越高實際上它所表現出來的這個斜線越平穩，也就是說它的疲勞會更好。在這個上面我們就可以明顯看出它跟玻纖明顯拉開差距。這個基本是碳玻混的一個特性，解釋了一些最基本的疑問。我們為什么要把碳玻混放成低成本的一個產品，因為從整個織品蛋品來看成本來看遠遠高于玻纖的，但是實際上從綜合的性能來看，從整機整個效率來看它的成本實際上是低的，因為它是達到了玻纖所不能達到的水平，但是在你玻纖所不能達到的水平里面如果直接使用碳纖維，那這個碳纖維成本太高的情況又下做了一個填補，所以綜合來講它的成本是低的。

　　第二部分來講輕量化，其實宏除了編織玻璃纖維織物、碳玻混的織物，它還編織比如說超高強聚乙烯，碳纖維織物。發這個是我們之前編織的一款用于單項布的大梁，做出來的玻璃鋼性能是121個吉帕，所以從我們剛剛看的幾種織物類別推出來常州宏發的一個狀態，它的整個產品系列是這個樣子的。第一個它是從42-48.5這個常用的玻纖織物的系列，還有48-51的高模高克重的玻纖系列。然后這個以上的就是55吉帕和120吉帕的系列，整個風電的產品鏈提供了一系列整個完全的匹配。同時除了這個以外，我們可以跟您的設計要求以及模量要求，去匹配織物的類型以及方向，就是它的編織方向以及它的克重的選型，這也從另一個程度詮釋了葉片設計、模量跟強度的方向去匹配整個解決方案。

　　除了那些織物我們也是應客戶的要求在開發一個拉擠片材的產品，也是為大梁做服務的。目前這個事情正在做的過程當中，這個拉擠的片材與織物相比用在大梁上以可減少用料，而且簡化了鋪層，提高了自動化，同時降低了鋪層的出錯率。同時我用拉擠片材以后減少了鋪層時間、灌注時間、固化時間，從而達到提高效率的效果。另外拉擠的這個狀態是用了拉擠的方式對玻纖的性能進行了一個直接性的極限提升，所以它從另外一個角度上為葉片降低了一個重量。

　　下面這個就是我們所做的一個對比測試。所以從前面幾個部分來看，我們剛剛說的低成本、輕量化所有的織物都是可以運用于葉片的各個方向，包括它的純碳的，拉擠的，整個織物就是葉片結構上的東西都可以用到。所以這個大概是一個輕量化跟低成本織物的介紹。

　　下面就是我們來看，因為光有低成本、輕量化的織物，如果不能把它可控的、有效的轉化為你的工業化的批產的產品，最終還是不能應用到你的產品當中的。因為宏發不光是做一個織物的廠家，它的所有的精編的設備都是他自己自主研發并且制造的，所以宏發針對如何去保證我們的低成本、輕量化的產品去達到這個狀態，達到這個效果，我們針對這個做了整個研制了專門針對織物車間的一個智能化的生產系統，它從訂單的預測到訂單下達、生產計劃的排產，以及原材料采購，車間的優先排產以及備貨發貨，一直到入庫所有的整套系列進行智能化的管控，從而使我們在整個的管理狀態里面達到降低運營成本，提高生產效率，并且降低出錯率的一個狀態，這個是我們一個智能化的生產系統，同時相對應這個生產系統我們還針對性的去做了一些智能化的裝備，這個裝備它是針對于比如說原紗，原紗在線檢測，包括是產品質量的一個在線檢測，比如說它的瑕疵，它的張力，它的異物，斷頭、斷紗，包括其它的狀態，包括設備的整個自停或者自學習的一個狀態的設備，它用這三種類型的設備是我們目前在研發，并且準備要運用到我們的產品類別里面去的。通過這種設備的感知去接入到我們的狀態感知網，然后輸入到我們的高速精編機里面，通過它來制造，同時通過K3以及MES系統實現它的物聯網狀態。最后在這方面輸出你所需要的東西，包括你所要控制的這些東西。當然這個就是說智能化的一個裝備這一塊，我在這塊是比較不專業的，所以我可能不能很詳細的給大家描述的很清楚，說某些產品的優勢跟特點在哪里。但是我們東西基本上今年或者明年的時候會實現，所以就屆時可以歡迎大家也到我們公司去看一看，大家一起相互的交流一下。

　　基本上我的PPT就是這樣，如果有不妥或者講的不到位的地方還請大家諒解。