RTM工艺制造风力发电机叶片
风力发电叶片材料及工艺研究
风力发电叶片材料及工艺研究风力发电是当前世界上新能源领域发展最为迅速的技术之一。
而风电机组的核心部件之一便是叶片。
随着近年来风力发电技术的快速发展，人们对叶片材料和工艺的研究也越来越深入，以期提高叶片的效率和使用寿命。
本文将就风力发电叶片的材料以及工艺研究作一全面的探讨。
一、叶片材料1. 玻璃纤维增强塑料（Glass Fiber Reinforced Plastics，简称GFRP）GFRP是目前主流的叶片材料。
它广泛应用于各个领域，包括建筑、运动器材、航空航天和汽车制造等。
GFRP的优点包括强度高、重量轻、刚度大、不易疲劳、绝缘性好等。
由于风力发电叶片需要忍受长期的机械弯曲和拉应力，因此选择GFRP作为叶片材料非常合适。
2. 碳纤维增强塑料（Carbon Fiber Reinforced Plastics，简称CFRP）CFRP的强度、刚度和冲击性能均更好于GFRP。
然而，由于其成本较高，CFRP在风电行业的应用较少。
随着技术的不断进步，人们正在研究如何将CFRP应用于风电叶片，以期提高风力发电的效率和降低成本。
3. 木材在某些情况下，木材也可以作为叶片材料。
它的成本相对较低，而且可以被视为一种可再生的资源。
然而，木材的抗弯强度和疲劳性能都较差，需要做出一些复杂的设计和加固工作。
4. 其他材料还有一些材料正在被研究用于风力发电叶片的制造中。
例如，纳米增强复合材料、生物基复合材料等。
这些“绿色材料”由于其资源环保、能耗低等特点受到高度关注。
二、叶片制造工艺1. RTMRTM（Resin Transfer Molding，树脂注塑）是现在最主流的叶片制造工艺之一。
在RTM工艺中，树脂通过注塑进入预先设计好的模具中，充填到各个纤维层之间。
当树脂固化之后，叶片结构就得以形成。
RTM工艺的优点之一是制造过程中可以控制材料的粘度，以确保树脂在模具中充分填充各个空间。
2. VARTMVARTM（Vacuum Assisted Resin Transfer Molding，真空辅助树脂注塑）是一种与RTM类似的注塑工艺。
RTM工艺制造风力发电机叶片
RTM工艺制造风力发电机叶片发布时间：2006-5-14 22:20:13 点击：3092复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。
因此，叶片的设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。
传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺（Hand Lay-up）制造。
手糊工艺的主要特点在于手工操作、开模成型（成型工艺中树脂和增强纤维需完全暴露于操作者和环境中）、生产效率低以及树脂固化程度（树脂的化学反应程度）往往偏低，适合产品批量较小、质量均匀性要求较低复合材料制品的生产。
因此手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，生产效率低和产品的而且产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品率较高。
特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。
手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。
此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。
因此，目前国外的高质量复合材料风机叶片往往采用RIM(聚胺酯反应注射成型)、RTM、缠绕及预浸料/热压工艺制造。
其中RIM工艺投资较大，适宜中小尺寸风机叶片的大批量生产（>50,000片/年）；RTM工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产（5,000~30,000片/年）；缠绕及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产。
TM工艺主要原理为首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体(Preform)，采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料构件。
风机叶片材料
风机叶片材料、设计与工艺简介复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接阻碍着整个系统的性能，并要具有长期在户外自然环境条件下利用的耐候性和合理的价钱。
因此，叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。
阻碍风机叶片相关性能的因素要紧有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。
一风机叶片的原料目前的风力发电机叶片大体上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。
关于同一种基体树脂来讲，采纳玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采纳碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。
可是，碳纤维的价钱目前是玻璃纤维的10左右。
由于价钱的因素，目前的叶片制造采纳的增强材料要紧以玻璃纤维为主。
随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中慢慢显现性能方面的不足。
为了保证叶片能够平安的承担风温度等外界载荷，风机叶片能够采纳玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位，那么利用碳纤维作为增强材料。
如此，不仅能够提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也能够有效地幸免雷击对叶片造成的损伤。
风电机组在工作进程中，风机叶片要经受壮大的风载荷、气体冲洗、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界的作用。
为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐侵蚀和耐冲洗等性能，必需对树脂基体系统进行精心设计和改良，采纳性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。
同时，为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期利用性能，能够采纳耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。
二风机叶片的设技以最小的叶片重量取得最大的叶片面积，使得叶片具有更高的捕风能力，叶片的优化设计显得十分重要，尤其是符合空气动力学要求的大型复合材料叶片的最正确外形设计和结构优化设计的重要性尤其突出，它是实现叶片的材料/工艺有效结合的软件支撑。
风电机组叶片制作工艺
风电机组叶片制作工艺
风电机组叶片是风力发电系统中非常重要的组件，其制作工艺直接影响到风电机组的发电效率和使用寿命。
目前，风电机组叶片的制作工艺主要分为以下几个步骤：
1. 材料准备：风电机组叶片的材料通常采用玻璃钢、碳纤维等
复合材料，需要根据设计要求和环境条件选用合适的材料。
材料需要进行加工和预处理，包括切割、打磨、清洗等工序。
2. 模具制作：风电机组叶片的制作需要根据设计图纸制作模具，模具的制作质量对叶片的制作精度和质量有很大影响。
模具制作通常采用数控加工等先进技术。
3. 叶片制作：根据预先准备的材料和模具，进行叶片制作。
叶
片制作主要包括手工铺层、真空吸塑、热固化等工艺。
其中，手工铺层是制作叶片最重要的工艺，需要掌握一定的技巧和经验。
4. 修整和质检：叶片制作完成后需要进行修整和质检，包括修
整叶片表面、边缘，排除瑕疵和缺陷等。
同时，还需要进行尺寸、外观、弯曲度等多项质检。
总之，风电机组叶片的制作工艺需要精细、熟练的手工技巧和先进的加工技术相结合，才能确保叶片的制作质量和性能达到设计要求，为风力发电系统的高效、稳定运行提供保障。
- 1 -。
风机叶片RTM工艺模拟分析及其优化
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ＲＴＭ工艺的技术含量高，无论是模具设计和 制造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与 改性［３］、工艺参数（如注射压力、温度、树脂粘度 等）的确定与实施，都需要在产品生产前通过计算 机模拟分析和实验验证来确定。模拟仿真作为 ＲＴＭ工艺的关键技术发展迅速，等温和非等温条 件下一维、二维、三维的模拟仿真模型已经被提 出Ｌ４￣６ｊ。江顺亮采用ＲＴＭ工艺自主开发的软件系 统，成功地实现了ＲＴＭ工艺中树脂流动充模过程 的模拟仿真［７］。模拟仿真步骤：首先利用ＰＡＴ— ＲＡＮ软件建立构件的有限元模型；然后将有限元 模型数据导人计算软件中进行计算；最后再利用 ＰＡＴＲＡＮ软件对计算所得数据进行后处理，并实 现流场和压力场的显示。通过专业分析进而对具体 的工艺参数进行优化。
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文章编号：１０００—３８５１（２００５）０４—００２３—０７
第２２卷
Ｖ０１．２２
第４期
ＮＯ．４
８月
２００５焦
Ａｕｇｕｓｔ
２００５
风机叶片ＲＴＭ工艺模拟分析及其优化
孙玉敏，段跃新＋，李 丹，梁志勇，张佐光
（北京航空航天大学材料科学与Ｔ程学院，北京１０００８３）
摘要： 利用ＲＴＭ模拟仿真系统对风机叶片的ＲＴＭ充模过程进行了三维模拟，以优化其成型工艺方案。通 过比较和分析叶片根部线注射和侧面线注射两种注射方式的模拟结果，确定侧面线注射为最佳注射方式。通过 比较８个侧面注射位置的模拟结果，优化得到最佳的注射位置、合理的溢料口位置以及选择溢料口的依据。模 拟优化的ＲＴＭ工艺方案为：叶片侧边线注射，注口位置在距根部５００ ｍｍ处，３个溢料口分布在叶片根部和尖 端。实际制造中采用此方案得到了满意的产品，模拟优化ＲＴＭ工艺大大降低了复合材料构件的制造成本，为其 他类似构件的合理制备和优化设计提供了参考依据。 关键词： 复合材料；ＲＴＭ；模拟 中图分类号：ＴＢ３３２ 文献标识码：Ａ
RTM相关资料
RTM相关资料1.前言所谓闭模成型工艺就是在阴、阳模闭合的情况下成型复合材料构件的工艺方法。
SMC、BMC模压、注射成型、RTM、VEC技术都属闭模成型工艺。
由于环境法的制定和对产品要求的提高使敞模成型复合材料日益受到限制，促使了闭模成型技术的应用，近年来尤其促进了RTM技术的革新和发展。
2.RTM的类型RTM工艺,即树脂传递模塑工艺,是一种新型的模压成型方法。
它具有模具造价低、生产周期短、劳动力成本低、环境污染少、制造尺寸精确、外形光滑、可制造复杂产品等优点。
40年代来，该工艺是为适应飞机雷达罩成型而发展起来的。
目前，RTM成型工艺己广泛应用于建筑、交通、电讯、卫生、航天航空等领域。
下面介绍几种RTM技术。
1）TM，树脂传递模塑。
该技术源自聚氨酯技术，成型时关闭模具，向预制件中注入树脂，玻纤含量低，约20-45%。
2）VARIT，真空辅助树脂传递注塑。
该技术利用真空把树脂吸入预制件中，同时也可压入树脂，真空度约10-28英寸汞柱。
3）VARTM，真空辅助树脂传递注塑。
制品孔隙一般较少，玻纤含量可增高。
4）VRTM，真空树脂传递模塑。
5）VIP，真空浸渍法。
6）VIMP，可变浸渍塑法。
树脂借助真空或自重移动，压实浸渍。
7）TERTM，热膨胀RTM。
在预制件中插入世材，让树脂浸渍并对模具与成形品加热。
芯材受热膨胀，压实铺层。
利用这种压实作用，结合表面加压成型。
8）RARTM，橡胶辅助RTM。
在TERTM方法中不用芯材而用橡胶代之。
橡胶模具压紧成型品，使孔隙大大减少，玻纤含量可高达60-70%。
9）RIRM，树脂注射循环模塑。
真空与加压结合，向多个模具交替注入树脂，使树脂循环，直至预制件被充分浸透。
10）CIRTM，Co-Injection RTM。
共注射RTM，可注入几种不同的树脂，也可使用几种预制件，可利用真空袋和柔性表面的模具。
11）RLI，树脂液体浸（渗）渍。
在下模内注入树脂，入入预制件后覆盖上模，加热并用热压釜的成型压力成型。
凤力发电叶片生产工艺流程
凤力发电叶片生产工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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风力发电叶片生产工艺
风力发电叶片生产工艺
风力发电叶片是将风能转化为机械能的关键部件，其制造工艺直接影响着叶片的质量和效能。
下面将介绍一种常见的风力发电叶片生产工艺。
首先，叶片生产工艺的第一步是设计叶片的模具。
设计师将根据风力发电机组的功率需求和风能条件等因素，绘制出叶片的剖面图，并根据剖面图设计出相应的模具。
接下来，原材料的准备是叶片生产工艺的关键步骤之一。
叶片常用的原材料有树脂、纤维织物和填充剂等。
其中，树脂通常选择环氧树脂或聚酯树脂，纤维织物则主要有碳纤维、玻璃纤维和蜂窝纸等。
这些原材料需要经过烘干、切割和预处理等过程，为后续的叶片制造做好准备。
接下来是叶片的制造过程。
首先，在模具上涂上脱模剂，以便将来能够顺利脱模。
然后，将预处理后的纤维织物依照设计好的剖面图与填充剂放置在模具内。
接下来是树脂固化的过程。
树脂是叶片的保护层，也是叶片的主要力学组成部分。
通常会使用真空吸水法将树脂注入纤维织物中，使整个叶片浸透至饱和，并将模具放入真空腔室中，通过泵抽真空来去除气泡和水分。
最后，完成树脂固化后，就可以将叶片从模具中脱模。
脱模后，对叶片进行一些修整和润色，以保证叶片的表面光滑且符合设计要求。
以上就是一种常见的风力发电叶片生产工艺。
需要注意的是，叶片生产是一个复杂的工艺，需要在专业的工厂和设备条件下进行。
同时，制造过程中还需要严格控制各个环节的质量，以确保叶片能够正常工作和具备较长的使用寿命。
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并可有效地控制产品质量。RTM 工艺采用闭模成型 工艺，特别适宜一次成型整体的风力电机发电机叶 片，而无需二次粘接。与手糊工艺相比，不但节约 了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了时间，提 高了生产效率，降低了生产成本。同时由于采用了 低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大
提高了复合材料质量和生产效率。RTM 工艺生产较 少的依赖工人的技术水平，工艺质量仅仅依赖确定 好的工艺参数，产品质量易于保证，产品的废品率 低于手糊工艺。
闭模成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型
高质量的复合材料整体构件；
环境污染小。RTM 工艺属于半机械化的复合材 料成型工艺，工人只需将设计好的干纤维预成型体 放到模具中并合模，随后的工艺则完全靠模具和注 射系统来完成和保证，没有任何树脂的暴露，并因 而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺
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RTM 工艺与手糊工艺的区别还在于，RTM 工艺 的技术含量高于手糊工艺。无论是模具设计和制
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造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改 性、工艺参数的确定与实施，都需要在产品生产前 通过计算机模拟分析和实验验证来确定，从而有效 保证质量的一致性。这对生产风力电机发电机叶片 这样的动部件十分重要。
低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大 提高了复合材料质量和生产效率。RTM 工艺生产较 少的依赖工人的技术水平，工艺质量仅仅依赖确定 好的工艺参数，产品质量易于保证，产品的废品率 低于手糊工艺。
RTM 工艺与手糊工艺的区别还在于，RTM 工艺
的技术含量高于手糊工艺。无论是模具设计和制 造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改 性、工艺参数的确定与实施，都需要在产品生产前 通过计算机模拟分析和实验验证来确定，从而有效 保证质量的一致性。这对生产风力电机发电机叶片 这样的动部件十分重要。
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闭模成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型 高质量的复合材料整体构件；
环境污染小。RTM 工艺属于半机械化的复合材 料成型工艺，工人只需将设计好的干纤维预成型体 放到模具中并合模，随后的工艺则完全靠模具和注 射系统来完成和保证，没有任何树脂的暴露，并因
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中存在的技术和质量问题，是产品更新换代和占领 市场的关键技术。复合材料风机叶片是风力发电风 力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的 性能，并要具有长期在户外自然环境条件下使用的 耐候性和合理的。因此，叶片的设计和制造质量水 平十分重要，被视为风力发电风力发电系统的关键
TM 工艺主要原理为首先在模腔中铺放好按性
能和入闭合模腔， 模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以 保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻 底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化 而成型复合材料构件。其主要特点有：
及环境条件依赖性较大，生产效率低和产品的而且 产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性 差，废品率较高。特别是对高性能的复杂气动外型 和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘 接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合， 生产工艺更加复杂和困难。手糊工艺制造的风力电
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TM 工艺主要原理为首先在模腔中铺放好按性 能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注
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射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔， 模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以 保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻 底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化 而成型复合材料构件。其主要特点有：
技术和技术水平代表。
传统复合材料风力电机电机发电机电机叶片 多采用手糊工艺制造。手糊工艺的主要特点在于手 工操作、开模成型、生产效率低以及树脂固化程度 往往偏低，适合产品批量较小、质量均匀性要求较 低复合材料制品的生产。因此手糊工艺生产风机叶
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片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度 及环境条件依赖性较大，生产效率低和产品的而且 产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性 差，废品率较高。特别是对高性能的复杂气动外型 和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘 接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，
生产工艺更加复杂和困难。手糊工艺制造的风力电 机发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于 工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良 及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。 此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂 的释放，有一定的环境污染问题。因此，目前国外
机发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于 工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良 及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。 此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂 的释放，有一定的环境污染问题。因此，目前国外 的高质量复合材料风机叶片往往采用 RIM、RTM、
缠绕及预浸料/热压工艺制造。其中 RIM 工艺投资 较大，适宜中小尺寸风机叶片的大批量生产；RTM 工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产；缠绕 及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产。
而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺 并可有效地控制产品质量。RTM 工艺采用闭模成型 工艺，特别适宜一次成型整体的风力电机发电机叶 片，而无需二次粘接。与手糊工艺相比，不但节约 了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了时间，提 高了生产效率，降低了生产成本。同时由于采用了
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因此，由以上的分析和比较可看出，采用复合
材料 RTM 树脂传递模塑工艺技术替代风力电机发 电机叶片手糊制造工艺，具有生产效率高、产品质 量好、力学性能强等特点。同时可极大减少树脂的 有害成份挥发对人体和环境造成的危害，是当前风 力电机发电机叶片制造技术的主要发展方向。该技 术的应用可基本解决目前手工糊制叶片制造工艺
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复合材料风机叶片是风力发电风力发电系统 的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要 具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和 合理的。因此，叶片的设计和制造质量水平十分重 要，被视为风力发电风力发电系统的关键技术和技 术水平代表。
传统复合材料风力电机电机发电机电机叶片 多采用手糊工艺制造。手糊工艺的主要特点在于手 工操作、开模成型、生产效率低以及树脂固化程度 往往偏低，适合产品批量较小、质量均匀性要求较 低复合材料制品的生产。因此手糊工艺生产风机叶 片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度
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的高质量复合材料风机叶片往往采用 RIM、RTM、 缠绕及预浸料/热压工艺制造。其中 RIM 工艺投资 较大，适宜中小尺寸风机叶片的大批量生产；RTM 工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产；缠绕 及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产。