風力發電機葉片的幾種制造工藝比較

    復合材料風機葉片是風力發電系統的關鍵動部件，直接影響著整個系統的性能，并要具有長期在戶外自然環境條件下使用的耐候性和合理的價格。因此，葉片的設計和制造質量水平十分重要，被視為風力發電系統的關鍵技術和技術水平代表。
    傳統復合材料風力發電機葉片多采用手糊工藝（Hand Lay-up） 制造。手糊工藝的主要特點在于手工操作、開模成型（成型工藝中樹脂和增強纖維需完全暴露于操作者和環境中）、生產效率低以及樹脂固化程度（樹脂的化學反應程度）往往偏低，適合產品批量較小、質量均勻性要求較低復合材料制品的生產。因此手糊工藝生產風機葉片的主要缺點是產品質量對工人的操作熟練程度及環境條件依賴性較大，生產效率低和產品的而且產品質量均勻性波動較大，產品的動靜平衡保證性差，廢品率較高。特別是對高性能的復雜氣動外型和夾芯結構葉片，還往往需要粘接等二次加工，粘接工藝需要粘接平臺或型架以確保粘接面的貼合，生產工藝更加復雜和困難。手糊工藝制造的風力發電機葉片在使用過程中出現問題往往是由于工藝過程中的含膠量不均勻、纖維/樹脂浸潤不良及固化不完全等引起的裂紋、斷裂和葉片變形等。此外，手糊工藝往往還會伴有大量有害物質和溶劑的釋放，有一定的環境污染問題。因此，目前國外的高質量復合材料風機葉片往往采用RIM(聚胺酯反應注射成型)、RTM、纏繞及預浸料/熱壓工藝制造。其中RIM工藝投資較大，適宜中小尺寸風機葉片的大批量生產（>50,000片/年）；RTM工藝適宜中小尺寸風機葉片的中等批量生產（5,000~30,000片/年）；纏繞及預浸料/熱壓工藝適宜大型風機葉片批量生產。
    RTM工藝主要原理為首先在模腔中鋪放好按性能和結構要求設計好的增強材料預成型體(Preform)，采用注射設備將專用低粘度注射樹脂體系注入閉合模腔，模具具有周邊密封和緊固以及注射及排氣系統以保證樹脂流動順暢并排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤纖維，并且模具有加熱系統可進行加熱固化而成型復合材料構件。其主要特點有：
    閉模成型，產品尺寸和外型精度高，適合成型高質量的復合材料整體構件（整個葉片一次成型）；
    初期投資小(與SMC及RIM相比)；
    制品表面光潔度高；