目前碳纖維主梁的工藝主要有三種：預(yù)浸料工藝、碳布灌注工藝和拉擠碳板工藝。這是基于風(fēng)電傳統(tǒng)工藝和碳纖維工藝特點(diǎn)形成的。
本文來(lái)源： 嚴(yán)說(shuō)一點(diǎn) 作者：病龍
預(yù)浸料工藝是最傳統(tǒng)的碳纖維復(fù)合材料加工工藝，因此最初制作葉片大梁也使用預(yù)浸料。
因?yàn)槿~片都很長(zhǎng)，因此沒(méi)有辦法采取傳統(tǒng)的高溫固化。如此制作葉片大梁使用的碳纖維預(yù)浸料是一種低溫固化預(yù)浸料，加工工藝采取的真空袋壓的方式，該工藝對(duì)手工操作要求較高，而且固化時(shí)間也較長(zhǎng)。預(yù)浸料工藝制備碳纖維大梁，以手工方式鋪放，生產(chǎn)復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的理想工藝，工藝及設(shè)備也成熟，勞動(dòng)環(huán)境比較差，效率低，成本很高，目前多在樣機(jī)中使用，無(wú)法滿足批量化使用的要求。
碳布灌注工藝是目前多家風(fēng)機(jī)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(duì)模具要求不高，模具制作簡(jiǎn)單，甚至可以利用現(xiàn)有模具，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性高，重復(fù)性能好，制品表觀質(zhì)量好，相同鋪層厚度薄，強(qiáng)度高。但該工藝對(duì)碳布要求較高，且生產(chǎn)效率不高，成本也較高，而且一旦出問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)碳梁報(bào)廢，因此制約了其推廣。
拉擠工藝是復(fù)合材料工藝中效率最高、成本最低的，而且纖維含量高，質(zhì)量穩(wěn)定，連續(xù)成型易于自動(dòng)化，適合大批量生產(chǎn)。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(jiǎn)單，利用該工藝制作葉片的時(shí)間只有灌注工藝的一半，但對(duì)葉型設(shè)計(jì)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(fā)成功后，開始大規(guī)模推廣。該工藝?yán)美弥谱骱玫奶祭w維拉擠板材，在特定的工裝輔助下，進(jìn)行鋪疊就可以了，簡(jiǎn)化了工藝，縮短了時(shí)間。目前維斯塔斯兆瓦級(jí)以上風(fēng)機(jī)葉片都使用碳纖維復(fù)合材料，極大的推動(dòng)了碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用，2016年全球碳纖維用量首次超過(guò)航空航天，成為碳纖維用量最大的領(lǐng)域，2017年風(fēng)電使用的碳纖維2萬(wàn)4千多噸，維斯塔斯一家用量就在2萬(wàn)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(fēng)電的快速發(fā)展，大葉片的趨勢(shì)也越來(lái)越明顯，碳纖維在葉片中應(yīng)用也成了必然。但三種工藝差異明顯，如何選擇就是一個(gè)問(wèn)題。下表是某家公司對(duì)三種工藝的分析對(duì)比。
但利用拉擠工藝生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料板材應(yīng)用于風(fēng)電優(yōu)勢(shì)明顯，是碳纖維產(chǎn)業(yè)的重大創(chuàng)新突破，直接推動(dòng)了碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)步。
