FRP在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片中的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)FRP風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片多采用了、手糊工藝制造。手糊工藝生產(chǎn)風(fēng)機(jī)葉片的主要缺點(diǎn)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(dòng)較大，產(chǎn)品的動(dòng)靜平衡保證性差，廢品率高。葉片在使用過(guò)程中由于手糊工藝過(guò)程中的含膠量不均勻、纖維與樹(shù)脂的浸潤(rùn)性不良或固化不完全而是出現(xiàn)裂紋、斷裂和變形等問(wèn)題。此外，手糊工藝過(guò)程伴有大量有害物質(zhì)和溶劑的釋放，存在環(huán)境污染問(wèn)題。
　　目前已開(kāi)發(fā)出多種較先進(jìn)的工藝，如預(yù)浸料工藝、機(jī)械浸漬工藝、樹(shù)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(shè)計(jì)的增強(qiáng)材料預(yù)成型體，采用注射設(shè)備將專用低粘度樹(shù)脂體系注入閉合式型腔，由排氣系統(tǒng)保證樹(shù)脂流動(dòng)順暢，排出型腔內(nèi)的全部氣體和徹底浸潤(rùn)纖維，由模具的加熱系統(tǒng)使樹(shù)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(fēng)機(jī)葉片的中等批量生產(chǎn)（5000~30000片/年）。RTM工藝屬于半機(jī)械化的FRP成型工藝，特別適宜于一次整體成型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，無(wú)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(shè)備、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于采用低粘度樹(shù)脂浸潤(rùn)纖維以及加溫固化工藝，復(fù)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?jī)H僅依賴于預(yù)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(wú)論是模具設(shè)計(jì)和制造、增強(qiáng)材料的設(shè)計(jì)和鋪放、樹(shù)脂類型的選擇與改性、工藝參數(shù)（如注塑壓力、溫度、樹(shù)脂粘度等）的確定與實(shí)施，都需要在產(chǎn)品生產(chǎn)之前通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來(lái)確定。模擬仿真作為RTM工藝的關(guān)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(wèn)世。采用RTM工藝自主開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了RTM工藝中樹(shù)脂流動(dòng)充模過(guò)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(lái)的一種改進(jìn)的RTM工藝。真空輔助灌注技術(shù)是應(yīng)用薄膜包覆敞口模具，應(yīng)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(dǎo)將樹(shù)脂注入到結(jié)構(gòu)層中。它多用于成型形狀復(fù)雜的大型厚壁制品，在國(guó)外已用于成型大型的GFRP葉片。