目标高远

转子叶片生产中配料技术的新挑战

DOPAG是在风力涡轮机转子叶片生产中使用的配料技术领域的领先开发公司之一。随着风力涡轮机技术的发展,对配料和混合系统的要求也在不断提高。

风力涡轮机的设计和建造比以往任何时候都更多地被极端化所支配。一方面,风力涡轮机必须能够抵御任何天气。转子叶片的顶端可能面临着高达400公里/小时的风速,而前缘则面临着被冰雹、鸟类互动甚至雨滴严重破坏的风险。另一方面,这些系统的界限不断被推到新的极端。目前,正在设计长度约为107米的转子叶片,由此产生的转子直径将大大超过200米。随着叶片尺寸的不断增加,机翼前缘需要得到特别好的保护,以便能够维持高的周边速度。如果没有这种保护,所要求的超过20年的转子叶片寿命几乎不可能实现,也不可能减少保持发电厂运行所需的高水平维护。

可以理解的是,所有这些都给这些系统的制造带来了挑战。这在一定程度上是由于转子叶片部件仍然是手工生产的事实。尽管已经出现了使该过程自动化的趋势,但尚未采取行动。因此,更重要的是,该行业要努力使其生产过程标准化,正如它一直在做的那样。只有这样,它才能实现高效生产,并确保部件的一贯高质量。这尤其涉及到减少投资密集型叶片形状的模具周期时间,这就是为什么必须使灌注过程和硬化阶段后的叶片粘合更加有效。

就是为什么,特别是在计量技术领域,需要能够同时提供最高精度、可靠性和可重复性的解决方案。根据不同的应用,双组分材料--特别是环氧树脂和聚氨酯树脂--不断地被加工成少量和大量。例如,对用于粘结转子叶片的胶粘剂树脂的数量要求已明显上升到每个计量系统超过300升。DOPAG在设计其计量和混合系统时考虑到了这些要求。该生产商的全面产品组合为任何应用提供了交钥匙解决方案。配料系统eldomix处理基于环氧树脂和聚氨酯的低到中等粘度的双组分材料,这使得它成为转子叶片生产中众多应用的理想选择。一个例子是前缘保护(LEP),一种有效保护转子叶片尖端的应用。该工艺涉及eldomix公司计量和混合双组分聚氨酯,然后手工涂抹在前缘。

灌注树脂的高容量定量
仅就转子叶片的内部结构而言,就需要计量、混合和灌注超过2000公斤的环氧树脂--这是一项巨大的任务,为此DOPAG设计了计量系统compomix。它每分钟可以处理多达60升的环氧树脂,同时将计量精度保持在+/-1%。在灌注过程中,半成品纤维产品和夹层结构被引入到一个开放的模具中,并准备好一个真空生成设备。然后通过输液软管和阀门施用树脂。

加工大量的胶水

DOPAG gluemix是一个齿轮计量系统,专门为转子叶片生产中加工大量的胶水而设计。当粘合当前标准尺寸(55至70米)的转子叶片时,每片叶片需要600公斤以上的胶水。新一代叶片的数量变得更加极端,上升到每个叶片约1000公斤。对于尺寸更大、胶量更多的部件,可以使用一个计量系统,可以生产超过700公斤的树脂混合物而不需要换桶。材料在加料站被无气地加注到计量系统的永久容器中。清空桶内的残余材料增加了工艺的可持续性,带来有价值的材料和成本节约。

高质量的表面保护为了
确保转子叶片的持久稳定性和效率,整个表面都要用高质量的凝胶或面漆来处理。这层胶水要么涂在复合材料上,要么直接在模具中作为模内胶衣引入。DOPAGgelcomix是一个专门为这种应用而设计的计量系统。双组分的材料,通常是聚氨酯,在手动应用之前,由gelcomix系统有效地准备。

结论
复合材料行业总体上经历了多年的稳定增长。由纤维增强塑料制成的部件,被用于制造风力涡轮机,在许多其他行业也有需求。创新率非常高,这也适用于转子叶片的生产,其设计目标是越来越大的尺寸。根据这些趋势,配料技术将需要在未来带来更多坚实的解决方案。计量和混合系统必须能够可靠地处理越来越多的材料,并为生产过程的标准化作出贡献。任何希望保持竞争力的人都需要跟上这一发展的步伐,并向市场提供相应的解决方案。