大型复合材料风电叶片模具整体设计与制造技术

复合材料风电叶片是风力发电机组中能量转化的关键部件,其设计制造的好坏直接关系到风力发电机的效率和使用寿命,影响着整个系统的性能.叶片成型质量的好坏又取决于模具质量的好坏,高精度的模具设计与制造技术是叶片气动外形的重要保证,对产品的生产效率、最终质量和性能起着决定性作用.随着风电机组不断朝大型化方向发展,风电叶片的尺寸逐渐增大,成型时对模具强度和刚度的要求也越高,相应的,模具的重量和成本将大幅提高.为了减轻模具重量,降低模具成本,大型复合材料叶片的模具也逐渐由早期的金属模具向着复合材料模具转变.复合材料模具基本上是由聚酯树脂、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玻璃纤维等增强材料以及钢结构、翻转机构、加热系统等重要部分组成.复合材料模具的使用意味着复合材料叶片可以做得更大、更长;同时,由于模具和叶片采用了相同的材料,热膨胀系数基本一致,使得制造出的复合材料叶片的精确度和尺寸稳定性均优于金属模具制造的叶片产品.目前真空导入成型工艺已成为复合材料风电叶片制造的主流工艺,相应的叶片模具应具备以下基本要求.