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真空树脂导入工艺在风电机罩制造中的应用

2009-01-17 来源:东华大学 罗永康 李炜 浏览数:7868

增强材料

 
无捻粗纱布
双抽向织物
无捻粗纱布
双抽向织物
成型工艺
手糊
手糊
真空树脂扩散
真空树脂扩散
玻纤含量
45
50
60
65
拉伸强度(MPa)
273.2
389
383.5
480
拉伸模量(GPa)
13.5
18.5
17.9
21.9
压缩强度(MPa)
200.4
247
215.2
258
压缩模量(GPa)
13.4
21.3
15.6
23.6
弯曲强度(MPa)
230.3
321
325.7
385
弯曲模量(GPa)
13.4
17
16.1
18.5
层间剪切强度(MPa)
20
30.7
35
37.8
纵横剪切强度(MPa)
48.88
 
52.17
 
纵横剪切模量(GPa)
1.62
 
1.84
 


    (2)产品质量稳定,重复性好。产品质量受操作人员影响小,不论是同一构件还是各构件间都存在高度的一致性。产品的纤维用量在注入树脂前已按规定的量放入模具中,构件有相对恒定的树脂比,一般在30%-45%,因此产品性能的均匀性和重复性比手糊工艺产品好得多,缺陷也少得多。
    (3)抗疲劳性能提高,可减轻结构重量。由于制品纤维含量高、孔隙率低、产品性能高,尤其是层间强度的提高,大大提高了产品的抗疲劳性能。在强度或刚度要求相同的情况下,采用真空导入工艺制作的产品可减轻结构重量。
    (4)环境友善。真空树脂导入工艺是一种闭模工艺,挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限于真空袋中。仅在真空泵排气(可过滤)和打开树脂桶时有微量的挥发物。VOC排放不超过5PPm的标准。这也大大改善了操作人员的工作环境,稳定了劳动人员的队伍,也扩大了可用材料的范围。
    (5)产品整体性好。真空树脂导入工艺可同时成形加强筋、夹芯结构及其它嵌件,提高了产品的整体性,因此可制造风机机罩、船体和上层建筑等大型制品。
    (6)减少原材料使用,减少用工。在同样铺层时,树脂用量减少30%。浪费少,树脂损耗率低于5%。劳动生产率高,比手糊工艺可节约劳动力50%以上。尤其在成型大型复杂几何形状的夹芯和加筋结构件时,材料和人工的节省更为可观。如在航空工业的垂直舵制造中,使紧固件减少365个价格比传统方法减少75%,产品重量不变,性能更好。
   (7)制品精度好。真空树脂导入工艺产品的尺寸精度(厚度)优于手糊制品。在同样的铺层下,一般真空树脂扩散技术产品的厚度为手糊制品的2/3 。产品厚度偏差约为士10%,而手糊工艺一般为士20% 。产品表面的平整度优于手糊产品。真空树脂导入工艺的机罩产品内壁光滑,表面自然形成富树脂层,不需要另外加涂面漆(Top coat)。减少了打磨和涂漆工序的人工和材料。
    当然目前真空树脂导入工艺也有一定的缺点:

【延伸阅读】

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阅读上文 >> 大型风力发电机复合材料叶片技术及进展
阅读下文 >> 风力发电机组的基本控制策略

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