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真空樹脂導入工藝在風電機罩制造中的應用

2009-01-17 來源:東華大學 羅永康 李煒 瀏覽數:8283

 0 引言
    “真空樹脂導入工藝”(VRIP),又稱為“真空輔助樹脂擴散模塑工藝”(VARIM),或“真空輔助樹脂轉移模塑工藝”(VARTM)。該工藝原理為借助真空的驅動,把樹脂注入預制成形的增強材料中,模具由柔性膜和剛性半模組成。由于增強材料為真空所壓緊,樹脂的滲透速度一般較慢,要依靠導流介質(導流布或導流管)的幫助,這就是Seemann發明的專利技術SCRIMP。SCRIMP的基本原理是利用導流介質,在部件表面形成高流速的滲透區,使樹脂迅速達到產品的整個表面,浸漬主要是通過厚度方向來實現,從而大大縮短了樹脂的滲透途徑和時間,依靠高真空度,制品的孔隙率可達到1%一1.5%,纖維體積含量在50%以上。SCRIMP的另一種工藝是在芯材上開槽,織物放在芯材的上方,樹脂在槽內流動,其速度快于在導流介質中的流動。
    機艙罩是風電設備的重要部件,由于風機總是在較為惡劣的氣象環境中工作,風電機艙罩要滿足如下技術要求:
    (1)空氣動力學負載:承擔風速達70m/s的空氣動力負載。
   (2)人員站立負載:為安裝和維修要求,機罩上的任何點都能承擔一個人站立,設計要求在每5X103mm2的面積上,受力80Kg時材料彎曲變形不超過0.5cm。
    (3)疲勞負載:承受相當20年的疲勞損害。
    (4)在下述環境中工作20年,材料性能不發生明顯變化。
    紫外照射:幅射強度:1000W/M2..,耐油脂:尤其是要耐機內所用的油脂;·工作濕度:達95%..,工作溫度:-10℃-+40℃,極端情況可達-20℃~+50℃。
    由此作為機艙罩的復合材料要求具有:
    (1)使用壽命20年;(2)適合于機艙罩的工作環境,如耐油、耐濕、耐紫外照射等;(3)材料容易買到;(4)價格可以接受;(5)可維修,這是大型產品所必須的;(6)材料力學性能滿足設計要求,尤其是剛性要好;(7)抗疲勞性能好;(8)有一定的阻燃性能。以真空導入工藝制作的風電機艙罩己在天津優利康達公司投入生產(圖1和圖2) 

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 大型風力發電機復合材料葉片技術及進展
閱讀下文 >> 風力發電機組的基本控制策略

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