真空辅材在风电叶片制造中的应用
思瀚产业研究院 佑威新材    2024-06-27

1、真空辅材概况

真空辅材是在复合材料真空灌注成型工艺中使用的一类辅助材料的总称，主要包括真空袋薄膜、脱模布、导流网、隔离膜、透气毡、吸胶毡、密封胶带、压敏胶带、脱模剂等材料。

真空辅材属于复合材料成型过程中的耗材，不构成最终成品的组成部分。复合材料成型过程是保证复合材料制品质量和性能的关键环节。

各类辅助材料在复合材料成型工艺中发挥着独特的作用，辅助材料的选用将会直接影响复合材料制品的质量。性能优异的辅助材料既能提高复合材料制品的成型效率又能保障制品的性能，对复合材料生产具有重要意义。

2、真空辅材在风电叶片制造中的应用

风电叶片是风力发电机中的核心部件，对风机效率起着关键性的作用。复合材料风电叶片常见的结构是一个壳体结构，由叶根、主梁、腹板和上、下蒙皮组成。叶根链接主梁和风机轮毂，将主梁上的载荷传递到轮毂即主机处，蒙皮组成气动外形，主梁负责主要承载，腹板负责支撑截面结构。

在风电叶片制造领域，真空灌注成型工艺广泛用于叶片主梁、腹板的预制和主梁与叶片壳体的灌注成型，是使用最为广泛的工艺。近些年，随着技术发展，叶片主梁的生产工艺从真空灌注成型工艺逐步向拉挤成型工艺转变。

① 真空灌注成型工艺

真空灌注成型工艺是一种新型的大型复合材料低成本成型技术，其基本原理是将设计好的纤维材料铺设于模具上，在铺层上按照工艺设计铺放其他辅助材料，最后使用真空袋膜覆盖整个制品，通过抽真空产生负压使树脂进入并浸润纤维同时排出气体，最终固化制成复合材料制品。

真空灌注成型工艺操作简单，能有效地降低工人的劳动强度，而且由于整个成型装置是真空密封的，避免了操作人员与有害物质的大量接触，工作环境较为友好；同时，真空灌注成型可以有效控制产品的厚度和树脂含量，提升纤维增强材料在制品中的占比，使产品力学性能更加优异；在成型过程中，由真空袋膜构建的真空体系形成均匀的真空压力，可以有效减少产品中的空隙，提高产品性能。

②拉挤成型工艺

拉挤成型工艺是指在牵引设备的牵引下，将连续纤维或其织物进行树脂浸润并通过成型模具加热使树脂固化，来生产复合材料型材的工艺方法，主要应用于风电叶片主梁的生产制造。在风电叶片主梁拉挤成型工艺中，先将碳纤维或玻璃纤维制成拉挤板材，再将一根根的拉挤板进行拼接，中间铺一定规格要求的布层，再把它们捆在一起放进叶片里面，和叶片一起进行灌注，灌注后脱模，成为叶片里面的结构件。

相比传统真空灌注成型工艺，使用拉挤板成型叶片主梁的方式具有效率高、质量稳定、成本低等特点，可简化工艺，降低成本，是目前生产叶片主梁的主要方式。在拉挤板制作过程中使用脱膜布，可增加拉挤板的表面粗糙度，进而有效提高拉挤板的粘接性能。因此，脱模布在风电叶片主梁的生产中得以广泛应用。

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