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真空輔材在風電葉片制造中的應用
思瀚產業(yè)研究院 佑威新材    2024-06-27

1、真空輔材概況

真空輔材是在復合材料真空灌注成型工藝中使用的一類輔助材料的總稱，主要包括真空袋薄膜、脫模布、導流網、隔離膜、透氣氈、吸膠氈、密封膠帶、壓敏膠帶、脫模劑等材料。

真空輔材屬于復合材料成型過程中的耗材，不構成最終成品的組成部分。復合材料成型過程是保證復合材料制品質量和性能的關鍵環(huán)節(jié)。

各類輔助材料在復合材料成型工藝中發(fā)揮著獨特的作用，輔助材料的選用將會直接影響復合材料制品的質量。性能優(yōu)異的輔助材料既能提高復合材料制品的成型效率又能保障制品的性能，對復合材料生產具有重要意義。

2、真空輔材在風電葉片制造中的應用

風電葉片是風力發(fā)電機中的核心部件，對風機效率起著關鍵性的作用。復合材料風電葉片常見的結構是一個殼體結構，由葉根、主梁、腹板和上、下蒙皮組成。葉根鏈接主梁和風機輪轂，將主梁上的載荷傳遞到輪轂即主機處，蒙皮組成氣動外形，主梁負責主要承載，腹板負責支撐截面結構。

在風電葉片制造領域，真空灌注成型工藝廣泛用于葉片主梁、腹板的預制和主梁與葉片殼體的灌注成型，是使用最為廣泛的工藝。近些年，隨著技術發(fā)展，葉片主梁的生產工藝從真空灌注成型工藝逐步向拉擠成型工藝轉變。

① 真空灌注成型工藝

真空灌注成型工藝是一種新型的大型復合材料低成本成型技術，其基本原理是將設計好的纖維材料鋪設于模具上，在鋪層上按照工藝設計鋪放其他輔助材料，最后使用真空袋膜覆蓋整個制品，通過抽真空產生負壓使樹脂進入并浸潤纖維同時排出氣體，最終固化制成復合材料制品。

真空灌注成型工藝操作簡單，能有效地降低工人的勞動強度，而且由于整個成型裝置是真空密封的，避免了操作人員與有害物質的大量接觸，工作環(huán)境較為友好；同時，真空灌注成型可以有效控制產品的厚度和樹脂含量，提升纖維增強材料在制品中的占比，使產品力學性能更加優(yōu)異；在成型過程中，由真空袋膜構建的真空體系形成均勻的真空壓力，可以有效減少產品中的空隙，提高產品性能。

②拉擠成型工藝

拉擠成型工藝是指在牽引設備的牽引下，將連續(xù)纖維或其織物進行樹脂浸潤并通過成型模具加熱使樹脂固化，來生產復合材料型材的工藝方法，主要應用于風電葉片主梁的生產制造。在風電葉片主梁拉擠成型工藝中，先將碳纖維或玻璃纖維制成拉擠板材，再將一根根的拉擠板進行拼接，中間鋪一定規(guī)格要求的布層，再把它們捆在一起放進葉片里面，和葉片一起進行灌注，灌注后脫模，成為葉片里面的結構件。

相比傳統(tǒng)真空灌注成型工藝，使用拉擠板成型葉片主梁的方式具有效率高、質量穩(wěn)定、成本低等特點，可簡化工藝，降低成本，是目前生產葉片主梁的主要方式。在拉擠板制作過程中使用脫膜布，可增加拉擠板的表面粗糙度，進而有效提高拉擠板的粘接性能。因此，脫模布在風電葉片主梁的生產中得以廣泛應用。

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