据行业数研究数据,全球风机叶片大型化趋势已日益明显,新增风电机组平均风轮直径已由前几年60-70米主流叶型提升至100米甚至更大,海上叶片大功率化、大尺寸化的趋势更甚。虽然业内普遍共识“叶轮直径越长,扫风面积越大,发电量越大”,但增加风力叶片的尺寸也会导致实际制造过程中的诸多现实难点,比如在如此大的风力叶片上如何控制灌注过程中的树脂流动,保证灌注质量和生产效率。
全球塑料网供应商Expo-Net Danmark A/S(丹麦Hjørring)称,风力叶片的尺寸越来越大(这也会导致用于制造它们的模具也会越来越大),意味着现在比以往任何时候都更需要高质量的真空灌注工艺,以实现生产效率最大化和成本最小化。Expo-Net表示,定制的树脂网格产品对于风力叶片原始设备制造商来说是保持高质量的关键。
这家公司成立于60多年前,25年来一直为风能客户提供其挤压的惰性热塑性网布。据该公司介绍,树脂流动网格布的两个关键功能点是始终确保灌注树脂在整个成型的复合材料部件中快速扩散,并能够有效排除空气避免纤维增强塑料(FRP)层压系统出现空隙。为了实现这一目标,一个或多个树脂流动网格被指定为真空袋灌注干式铺层系统的一部分,在灌注前铺放在模具中(见下图)。
传统的流动网格产品通常被放置在模具中,紧挨真空袋膜和树脂流动管道,这两者都位于一次性网格布的顶部。在灌注过程结束时,所有非整体式流网格产品都被移除,由于是热塑性塑料,可以100%回收利用。为了在脱模过程中轻松移除,离型膜和剥离层被放置在流动网格下方。
Expo-Net的总经理Lars Klinkby解释了这一过程:"我们在OEM新产品开发的早期阶段就参与其中,为他们的设计和工艺工程师提供建议,并开发专门适合新叶片尺寸和设计的定制Expo-Net树脂流动网格产品。一个新的风电叶片项目里通常会让Expo-Net团队参与多次试验,以修改和提供不同的树脂流动网格产品组合和规格。我们会重复这个阶段,直到新叶片的灌注达到客户的满意。一旦我们的树脂流动网格产品被指定。”他补充说,一个新的叶片设计网格批准阶段可以重复三到五次,直到灌注过程对各种因素进行了优化,如树脂量、流速和从零件末端适当排除空气等。他说,随着叶片变长,树脂流动的准确性越来越难以始终如一地实现。
对于较长的叶片,Expo-Net通常建议在叶片的某些部分使用扁平、可悬垂的细网和较重且宽大的管状网的组合进行灌注。管状网可以加速树脂的流动,但主要是为了提供一个快速的空气释放通道,以加速空气从较窄的层压板部分和零件的末端排出。这种管状树脂流网是Expo-Net最近的产品创新之一,它来自于一个以提高生产力和降低生产成本为主要目标的客户项目。
Expo-Net既与原始设备制造商合作,也与配套伙伴合作,如RewAir集团(丹麦纳克斯科夫),一家用于风力涡轮机叶片和机舱生产的全球外包FRP复合材料配套专家。RewAir的总部设在丹麦,在西班牙、波兰和丹麦都有生产基地,并寻求与供应伙伴合作,以提供更快、更及时的物流服务,节约成本并提高可持续性。
"Expo-Net通过提供无缝的技术和物流合作,应对客户需求的任何变化,根据需要快速改变定制叶片套件的流动网格产品尺寸,再加上持有OEM指定的Expo-Net网状等级的关键安全库存,使RewAir变得很容易,"Rewers说。
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