用於製造風力渦輪機葉片的方法及生產線的製作方法
2023-10-06 05:50:49
用於製造風力渦輪機葉片的方法及生產線的製作方法
【專利摘要】一種使用樹脂傳遞模塑工藝製造風力渦輪機葉片的方法及生產線，風力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的複合殼體結構。所述方法包括生產線（30），在生產線中風力渦輪機葉片形成在多個模具（40，50）中。多個模具（40，50）的每個包括至少第一模具部件（41、51），至少第一模具部件包括第一模具腔（42，52）。所述生產線（30）還包括可以沿著生產線（30）移動的起重臺架裝置（35）。所述方法包括下列步驟：a）利用起重臺架裝置（35）將纖維增強材料布置在第一模具（40）的第一模具腔（42）中；b）沿著生產線（30）移動起重臺架裝置（35）到第二模具（50）；以及c）供應可固化複合材料進入第一模具（40）的第一模具腔（42）中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置（35）將纖維增強材料布置在第二模具（50）的第一模具腔（52）中。所述生產線（30）包括用於形成風輪葉片的多個模具（40，50，60）。多個模具（40，50，60）的每個包括至少第一模具部件（41，51，61），至少第一模具部件包括第一模具腔（42，52，62）。
【專利說明】用於製造風力渦輪機葉片的方法及生產線
[0001]本發明是2011年9月6日提交的、申請號為201080010755.X以及名稱為「用於製造風力渦輪機葉片的方法及生產線」的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種使用樹脂傳遞模塑工藝製造風力渦輪機葉片的方法，風力渦輪機葉片具有複合殼體結構，該複合殼體結構包括基體材料和纖維增強材料。本發明還涉及一種使用樹脂傳遞模塑工藝製造風力渦輪機葉片的生產線，風力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的複合殼體結構。
【背景技術】
[0003]利用項目導向製造方法製造風力渦輪機葉片是已知的，例如在該方法中在同一工作車間中模塑和組裝每個風力渦輪機葉片，此後風力渦輪機葉片被任選地移動到另一個工作車間，通常為精加工工作車間，在那裡切割、修剪、噴漆風力渦輪機葉片，並且將最終配件安裝在風力渦輪機葉片上。風力渦輪機葉片通常由纖維增強聚合物製成，並且通常用模具製造為殼體部件，其中葉片型面的上側和下側(通常分別為壓力側和吸力側)分別通過布置玻璃纖維墊在兩個模具部件的每個中並且其注射液態樹脂(該樹脂隨後被固化)來單獨地製造。此後，兩個半部通常藉助內凸緣部件膠接在一起。在上葉片半部被下降到下葉片半部上之前，膠體被應用到下葉片半部的內表面，或者反之亦然。此外，在膠接到上葉片半部之前，一個或兩個增強型面(梁)通常附接到下葉片半部的內側。
[0004]用於風力渦輪機葉片的殼體部件通常藉助VARTM (真空輔助樹脂傳遞模塑)製造為纖維複合結構，其中液態聚合物，也稱為樹脂，被填充進模具腔，在其中纖維增強材料已經事先嵌入，並且其中在模具腔內產生真空，由此吸入聚合物。聚合物可以是熱固性塑料或熱塑性塑料。
[0005]真空注入或VARTM是用於模製纖維複合模製件的工藝，其中均勻分布的纖維被分層堆放在其中一個模具部件中，纖維是粗紗，即成捆的纖維帶，粗紗帶，或墊，其是由單個纖維製造的毛氈墊或由纖維粗紗製造的編織墊。第二模具部件通常由彈性真空包製成，並且按順序被放置在纖維增強材料的頂部上。通過在模具部件的內側與真空包之間的模具腔中產生通常為總真空的80%到95%的真空，液態聚合物可以被吸入並且填充內含有的纖維增強材料的模具腔。所謂的分布層或分布管，也稱為入口通道，被使用在真空包與纖維增強材料之間以便獲得儘可能全面的和高效的聚合物分布。在大多數情況下，應用的聚合物是聚酯或環氧樹脂，並且纖維增強大多數是基於玻璃纖維和/或碳纖維。
[0006]眾所周知的，用於製造大物體的模具，例如風力渦輪機葉片，可以由兩個模具部件組成，它們被繞縱向鉸接線地閉合，其中鉸鏈是被動的，即，使用升降架來繞著用於關閉和打開模具的鉸接線提升其中一個模具部件。當製造風力渦輪機葉片時，閉合模具以便於將兩個葉片殼體半部膠接在一起，所述殼體半部在單獨的模具部件中被製造。可替代地，風力渦輪機葉片可以如在EP 1310351中公開的那樣製造。
[0007]然而，由於對風力渦輪機的要求日益提高，越來越發現難以將常規的項目導向製造方法按比例調節來適應所述要求，原因如下面所列出的若干個:首先，項目導向製造方法要求製造風力渦輪機葉片所需要的所有材料，例如樹脂和纖維增強材料，必須輸運到每個工作車間，這對後勤要求很高。其次，每個車間必須裝配有在處理中的每個單個製造步驟所必須的工具和器械，其產生物力開支。此外，常規項目導向製造方法在每個單個工作車間中都需要模具，這是昂貴的，因為模具的製造和維護是耗時的並且因此是昂貴的。並且，常規項目導向製造方法佔用大量空間，並且因為在每個工作車間的工人必須執行各種製造步驟，會有製造的風力渦輪機葉片的質量可能變差的風險。
[0008]EP 2014449A公開了一種用於通過攤開、切割和熱成型來生產複合材料的寬部件的工具和方法。所述工具包括兩個相同工作檯，以及具有用於在兩個工作檯上操作的工具頭的起重臺架。每個工作檯設有在其上展開和切割纖維材料的柔性膜。隨後，部件在熱成型處理中被成型，其中包括柔性成型膜的工具在由加熱裝置供應的熱的影響下使纖維材料變形。根據EP 2014449A的說明書，該設備的重要特徵是，它具有就地層疊、切割和通過加熱裝置形成分層複合材料的能力。然而，這種使用柔性膜成型工具的熱成型處理和使用用於加熱工件到熱成型所需高溫的裝置是與使用樹脂傳遞模塑工藝生產高精度風力渦輪機葉片不相容的。
[0009]因此本發明的目的是獲得一種製造風力渦輪機葉片的新方法和生產線，其克服或減輕現有技術的至少一個缺點或者其提供有用的替代。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是通過一種包括生產線的方法來獲得，其中風力渦輪機葉片形成在多個模具中，多個模具的每個包括至少第一模具部件，第一模具部件包括第一模具腔，所述生產線還包括可以沿著生產線移動的起重臺架裝置，其中所述方法包括下列步驟:a)利用起重臺架裝置將纖維增強材料布置在第一模具的第一模具腔中；b)沿著生產線移動起重臺架裝置到第二模具；以及c)供應可固化基體材料進入第一模具的第一模具腔中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置將纖維增強材料布置在第二模具的第一模具腔中。由此提供了一種方法，藉助該方法可以利用更少的物力，例如模具和工具，來製造風力渦輪機葉片，或者由於當與常規項目導向製造方法相比時增加了每單位時間製造的風力渦輪機葉片的數量，所以另外地還提高了產量。作為實例，所述方法可以在具有三個模具和一個起重臺架裝置的結構中將每24小時的產量從3個風力渦輪機葉片提高到6個。因為起重臺架裝置是相對於多個模具可移動的，所述方法進一步規定，起重臺架裝置可以裝配有專用於由起重臺架裝置實施製造步驟，即設置纖維增強材料，的專門的且先進的裝置，因為所述方法減少需要的起重臺架的數量。然而，所述方法還將與多個起重臺架一起工作，例如2、3、4或5個，但是成本就不會那麼划算了。可替代地或附加地，起重臺架裝置可以由專業工人來操控，其在起重臺架裝置處所執行製造步驟方面是熟練的並且訓練有素的。然而，起重臺架裝置也可以是自動化的，例如通過使用機器人，以便需要更少的工人。也可以指望自動化來額外地提聞製造的風力潤輪機葉片的質量。
[0011]供應的可固化基體材料通常被注入並且優選地是樹脂，例如聚酯、乙烯酯、或環氧樹脂。基體材料通過使用樹脂傳遞模塑(RTM)來注射，其中使用正壓差來注射樹脂進入模具腔，或者通過使用真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)，其中低壓力形成在模具腔中，從而抽吸液態樹脂進入模具腔。
[0012]生產線還可以包括與多個模具相關的多個工作站。在每個模具處設置至少一個工作檯，並且多個工作檯優選地裝配有用於執行RTM和/或VARTM並且用於閉合模具以及將網組裝在風力渦輪機葉片內的工具和器械。多個模具是相對於生產線靜止的，但是多個模具的每個的第一模具部件和/或第二模具部件是可操作的，以便它們可以被裝配並且形成閉合模具組件。
[0013]在多個模具的每個的第一模具腔內布置纖維增強材料優選地僅通過使用起重臺架裝置來實施，而剩餘的必要製造步驟在設置在多個模具的每個處的工作站中的每一個處實施。
[0014]多個模具優選地沿著生產線被布置在彼此的延長線上，優選地以便它們形成基本上筆直的生產線，並且多個模具甚至更優選地被設置在彼此的縱向延長線上，然而所述方法也可以由具有相對於生產線的歪斜或甚至垂直取向的多個模具來執行。
[0015]根據第一實施例，所述方法還包括下述步驟:d)沿著生產線移動起重臺架裝置到第三模具，e)供應可固化基體材料進入第二模具的第一模具腔中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置將纖維增強材料布置在第三模具的第一模具腔中。從而一次僅需要單個起重臺架裝置來布置纖維增強材料，這是因為由於根據本發明的順序製造步驟，一次僅有一個模具來執行這個製造步驟。可以沿著生產線移動的起重臺架裝置可以在幾分鐘內在多個模具的每個之間移動，例如1、2或3分鐘，從而使用最小的輸運時間。
[0016]在另一個實施例中，所述第一模具包括至少第一模具部件和第二模具部件，其可以裝配來形成閉合模具組件，每個模具部件包括模具腔。因此，可以使用每個模具部件以便於形成風力渦輪機葉片的單獨的殼體部件。所述殼體部件通常構造作為葉片的下部，例如吸力側，和葉片的上部，例如壓力側。一會兒之後殼體部件例如通過膠接位於最終風力渦輪機葉片的前緣和後緣處的凸緣而被互相粘接在一起。因此，所述模具部件包括模製表面，其限定最終葉片外側的一部分。每個模具部件的模具腔可以通過將真空包密封到模具部件來形成。真空源可以被連結到模具腔以便在注射液態基體材料之前排空模具腔。
[0017]多個模具的每個可以具有第一模具部件和第二模具部件，其成對可以裝配來形成閉合模具組件，例如通過將真空包密封到相應的模具部件。多個模具的每個的每個模具部件都包括模具腔。
[0018]在另一個實施例中，所述方法還包括步驟:基本上與步驟a)同時地閉合第二模具，並且供應可固化基體材料進入第三模具的第一模具腔，和/或基本上與步驟c)同時地閉合第三模具，和/或基本上與步驟e)同時地閉合第一模具，和/或沿著生產線將起重臺架裝置移動到第一模具。由此，所述方法提供連續的生產線。如果該方法在每個模具處執行所被執行的製造步驟或一組製造步驟的時間是相似的並且因此是保持平衡的，以便每個模具被有效地使用並且起重臺架裝置可以連續地工作，則所述方法是特別高效的。因此，在該方法在每個模具上執行製造步驟或一組製造步驟所花費的時間明顯不同的情況中，可以添加額外的模具到生產線，以便建立緩衝區或者平衡時間。在優選實施例中，模製線包括三個模具和一個起重臺架裝置。在另一個優選實施例中，起重臺架裝置在12小時內將纖維增強材料布置在多個模具的每個上。在又另一個實施例中，步驟b)和d)中每一個都在15分鐘內被執行，並且在又另一個實施例中，步驟a)和c)中每一個都在I小時或者2小時內被執行。
[0019]在另一個實施例中，所述纖維增強材料當被起重臺架裝置布置在多個模具中時是幹的，例如並不預先浸潰有樹脂。然而，所述方法也可以利用預先浸潰的纖維增強材料或它們的組合來執行。可被預先浸潰的纖維增強材料和/或附加增強材料優選地被設置在模具中以便形成縱向增強結構並且給製造的風力渦輪機葉片提供機械強度。
[0020]在另一個實施例中，多個模具的每個被布置有用於供應可固化基體材料和/或用於閉合模具的至少一個工作站。由此，所述方法規定了，多個模具的每個具有單獨的工作站。工作站裝配有用於執行所要求的製造步驟的工具和器械，例如供應可固化基體材料、閉合模具以及在風力渦輪機葉片內安裝網。
[0021]在另一個實施例中，第二模具布置在第一模具的延長線上和/或第三模具布置在第二模具的延長線上，以便多個模具形成細長的和對齊的生產線。這種細長的布置的優點是生產線非常容易接近的。並且，通過使模具對齊，其非常適用於為多個模具布置公共的起重臺架裝置。
[0022]細長的且對齊的布置可以以不同方式來實現。例如，模具的擋板式/錯開對齊是可行的，其中模具被互相併列地布置，並且沿著縱向方向相對於彼此錯開。在一個實施例中，沿著相對於縱向方向成一定角度的方向使模具相對於彼此平行地平移/移動。任何角度都是可行的。然而，有利地在縱向軸線與平行平移/移動的方向之間的所述角度小於30度，可替代地小於20度，可替代地在15度與5度之間的範圍內。優選地，構造起重臺架裝置來沿著基本上與平行平移/移動的方向平行的方向行進/運動。
[0023]通過這種擋板式/錯開對齊，可以在一方面降低所需要的起重臺架裝置的寬度/跨度從而增加起重臺架裝置的剛度和精度，和另一方面降低包括多個模具的生產線的總長度之間實現權衡。可根據模具的佔地面積的縱橫比以及模具周圍所需要的工作空間，找到最優的平衡。降低起重臺架裝置需要的跨度具有增加起重臺架的剛度的優點，從而允許提高附接到起重臺架的設備的定位精度。從而，例如可以提高纖維布置的質量。
[0024]優選地，第二模具和隨後的多個模具基本上設置在第一模具的縱向延長線上。從而可以最小化需要的起重臺架裝置的寬度，實現上述的優點。
[0025]在另一個實施例中，起重臺架裝置沿著多個模具的縱向方向移動。由此，起重臺架裝置可以具有最小的寬度，因為模具具有比長度小得多的寬度。因此最小化了起重臺架裝置的跨度。起重臺架裝置可以藉助輥子和/或輪子沿著生產線移動，並且可以布置在軌道上。
[0026]在另一個實施例中，上述方法還包括多個網生產站。由此，所述方法還提供用於生產安裝在風力渦輪機葉片內側的網的裝置。網生產站的數量優選地與模具的數量相同，然而可以具有比模具更少的網生產站。在工作站使用的用於供應可固化基體材料的工具和器械也用來製造網。然而，單獨的網生產站也可以具有單獨的設備，其不被多個工作站共用。
[0027]在另一個實施例中，使網生產站被並置到生產線上的多個模具的每一個。由此，網在每個模具附近生產，該網就被應用於該模具，這縮短處理時間。
[0028]在另一個實施例中，所述方法還包括設置在生產線的縱向延長線上的完成線。由此，所述方法提供用於生產可直接安裝的風力渦輪機葉片的綜合方法。完成線可以包括多個精加工站，其包括質量檢查站、切割與修剪站、拋光站以及塗漆站，其中切割與修剪站和塗漆站可以是自動的。完成線優選地被設置在與生產線相同的生產大廳中，從而某些精加工站需要單獨的空氣清潔設施來保持生產大廳中的清潔和可接受的工作環境。可以使用起重機裝置來從多個模具的每個搬運風力渦輪機葉片到完成線。
[0029]在另一個實施例中，製造的風力渦輪機葉片具有至少為30米、或40米、或50米的長度。
[0030]在另一個實施例中，所述方法在具有至少250米長度和至少30米寬度的生產設施中被執行。
[0031]本發明的目的也由包括用於形成風力渦輪機葉片的多個模具的生產線來實現，多個模具的每個包括具有第一模具腔的至少第一模具部件，並且在於所述生產線還包括可以沿著生產線移動的起重臺架裝置。由此，提供了一種生產線，其中能夠連續地生產風力渦輪機葉片。生產線需要更少的物力，例如模具或工具，或者當與常規項目導向製造方法相比時，還提高了產量。作為實例所述生產線可以在具有3個模具和一個起重臺架裝置的結構中將每24小時製造的風力渦輪機葉片的數量從3個提高到6個。生產線還可以是自動的，其被指望用來進一步提高產量以及附加地提高製造的風力渦輪機葉片的質量。
[0032]根據第一實施例，多個模具布置在第一模具的縱向延長線上。由此起重臺架裝置需要最小的跨度，因為模具在縱向方向上是細長的。所述生產線可以還包括完成線，其包括多個精加工站，精加工站包括質量檢查站、切割與修剪站、拋光站以及塗漆站，其中切割與修剪站和塗漆站可以是自動的。完成線優選地被設置在與生產線相同的生產大廳中，從而某些精加工站需要單獨的空氣清潔設施來保持生產大廳中的清潔和可接受的工作環境。生產線可以還包括用於生產安裝在風力渦輪機葉片內側的網的多個網生產站。網生產站的數量優選地與模具的數量相同，然而，可以具有比模具更少的網生產站。在工作站處用來供應可固化基體材料的工具和器械也可以使用來製造網。然而，單獨的網生產站也可以具有單獨的設備，其不被多個工作檯共用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]下面參考在附圖中示出的實施例詳細地解釋本發明，其中圖1表示現有技術風力渦輪機，
圖2表示現有技術的風力渦輪機葉片，
圖3示出了根據本發明一個實施例的在步驟a)和c)期間具有第一工作站、第二工作站、第一模具、第二模具以及起重臺架裝置的生產線，
圖4示出了根據本發明另一個實施例的在步驟a)、c)和e)期間具有第一工作站、第二工作站、第三工作站、第一模具、第二模具、第三模具以及起重臺架裝置的生產線，以及
圖5示出了根據本發明另一個實施例的如圖4所示的生產線和第一、第二以及第三網生產站，
圖6示出了根據本發明另一個實施例的具有起重臺架裝置和處於擋板式/錯開對齊的第一工作站、第二工作站、第三工作站、第一模具、第二模具、第三模具的生產線。
【具體實施方式】
[0034]圖1表示根據所謂的「丹麥概念」具有塔4、短艙6以及帶基本上水平轉子軸的轉子的常規現代迎風風力渦輪機2。轉子包括轂8和徑向從轂8延伸的三個葉片10，每個具有最靠近轂8的葉片根部16和最遠離轂8的葉片尖部14。
[0035]圖2表示常規風力渦輪機葉片20，其通常被製造成一個構件或兩個構件，其中兩個構件的每一個具有沿著縱向方向L與由兩個構件組裝的風力渦輪機葉片相同的長度。
[0036]圖3表示具有第一工作站31和第二工作站32的生產線30。第一模具40設置在第一工作站31處，而第二模具50設置在第二工作站32處。第一模具40包括第一模具部件41，其包括第一模具腔42，第一模具腔42相應於風力渦輪機葉片下側的包絡，例如葉片的吸力側；和第二模具部件43，其具有第二模具腔44，第二模具腔相應於風力渦輪機葉片上側的包絡，例如葉片的壓力側。第二模具相應地包括第一模具部件51，其包括第一模具腔52，第一模具腔52相應於風力渦輪機葉片下側的包絡，例如葉片的吸力側；和第二模具部件53，其具有第二模具腔54，第二模具腔相應於風力渦輪機葉片上側的包絡，例如葉片的壓力側。軌道裝置34從第一工作站31延伸到第二工作站32。軌道裝置34具有至少等於第一模具40、第二模具50的長度以及在第一模具40與第二模具50之間的縱向距離的長度。由此，可移動安裝在軌道裝置34上的起重臺架裝置可以掃過在第一工作站31中的第一模具40和在第二工作站32中的第二模具50，並且可以從第一工作站31移動到第二工作站32。
[0037]起重臺架裝置優選地用來將纖維增強材料布置在第一工作站31處的第一模具40的第一 41和第二模具部件43中，此後起重臺架裝置35被移動到第二工作站31，在那裡起重臺架裝置35用來將纖維增強材料布置第二模具50的第一 51和第二模具部件53中。當使用相同的起重臺架裝置35時，纖維增強材料在第二模具50的單獨的模具部件51、53中的設置相同於或至少基本上相似於纖維增強材料在第一模具40的單獨的模具部件41、43中的設置，然而，如果第一模具40和第二模具50具有不同的設計和/或幾何形狀就會呈現差異。然而在下面僅針對第一模具40描述設置纖維增強材料的方法，但是對於第二模具50來說程序是相似或者甚至是相同的。纖維增強材料在單獨的模具部件41、43每個中的設置可以以手動或自動的方式來實施，起重臺架裝置35可以由單獨的模具部件41、43共用或者對於每個單獨的模具部件41、43可以使用單獨的起重臺架裝置35。在設置纖維增強材料之前，單獨的模具部件41、43的模具腔42、44通常用凝膠層等來塗覆。纖維增強材料可以包括多種形式的纖維，例如粗麻、墊、預浸料坯和預成品。纖維可以是任何的材料，但是優選地由玻璃和/或碳製成。可替代地可以使用植物纖維或金屬纖維，例如鋼纖維。
[0038]在起重臺架裝置35已經將纖維增強材料設置在第一模具40的單獨的模具部件41,43中之後，使第一模具40準備用於可固化基體材料的注入，例如液態樹脂。通常，使用RTM或VRATM工藝，並且通過在單獨的模具部件41、43的每個中的纖維增強材料的頂部上設置樹脂入口通道來對單獨的模具部件41、43的每個進行準備。隨後，每個單獨的模具部件41、43被氣密的真空包來覆蓋和密封，從而建立模具腔。由此，在模具部件41、43與真空包之間可以產生真空，以便可固化基體材料可以經由樹脂入口通道被抽吸進模具腔並且浸潰纖維增強材料。通常，從根部區域注入基體材料。在已經設置纖維增強材料之後，上述相關供應可固化基體材料的內容也適用於第二模具50。
[0039]圖4表示與在圖3中描述的生產線相似的生產線30。然而，通過後接第二工作站32的第三工作站33來延長生產線30。第三模具60設置第三工作站33處，並且第三模具60包括第一模具部件61，其包括第一模具腔62，第一模具腔62相應於風力渦輪機葉片下側的包絡，例如葉片的吸力側；和第二模具部件63，第二模具部件具有第二模具腔64，其相應於風力渦輪機葉片上側的包絡，例如葉片的壓力側。軌道裝置34從第二工作站32延伸到第三工作站33，以便起重臺架裝置35也可以從第二工作站32移動到第三工作站33並且沿著第三模具60的整個縱向長度。圖4表示當執行根據本發明的方法時在三個不同時間點上的生產線30，並且所述方法已經到達穩定狀態，例如當建立了風力渦輪機葉片的連續製造。
[0040]在第一時間點處，起重臺架裝置35運行在第一工作站31處，在那裡起重臺架裝置35用來將纖維增強材料設置在第一模具40的單獨的模具部件41、43中。在相同時間點上，供應可固化基體材料到位於第三工作站33處的第三模具60，同時裝配在第二工作站32處的第二模具50的單獨的模具部件51、53，由此形成了閉合的第二模具組件56。
[0041]在第二時間點處，在第一時間點之後發生，起重臺架裝置35已經移動到第二工作站32，在那裡閉合的第二模具組件56已經被打開，並且移除了製造好的風力渦輪機葉片，以便第二模具50的單獨的模具部件51、53準備接收由起重臺架裝置35設置的新纖維增強材料。在相同時間點上，供應可固化基體材料到在第一工作站31處的第一模具40，其在第一時間點已經設置了纖維增強材料。並且，在相同時間點上，裝配在第三工作站33處的第三模具60的單獨的模具部件61、63，由此形成了閉合的第三模具組件66。
[0042]在第三時間點，在第二時間點之後發生，起重臺架裝置35已經移動到第三工作站33，在那裡閉合的第三模具組件66已經被打開，並且移除了製造好的風力渦輪機葉片，以便第三模具60的單獨的模具部件61、63準備接收由起重臺架裝置35設置的新纖維增強材料。在相同時間點上，供應可固化基體材料到在第二工作站32處的第二模具50，其在第二時間點已經設置了纖維增強材料。並且，在相同時間點上，裝配在第一工作站31處的第一模具40的單獨的模具部件41、43，由此形成了閉合的第一模具組件46。
[0043]此後，起重臺架裝置35可以移動返回到第一工作站31，在那裡在打開閉合的第一模具組件46之後可以重複上述的程序，以便第一模具40的單獨的模具部件41、43準備接收由起重臺架裝置35設置的新纖維增強材料。
[0044]圖5表示如在圖4中所示的生產線30，但是具有用於供應嵌入到風力渦輪機葉片內的網75的第一 71、第二 72和第三網生產站73。網生產站71、72、73優選地與生產線30並置以便網生產站71、72、73的每一個可以向工作站31、32、33中的至少一個供應網。生產線30可以還包括設置在生產線30縱向延長線上的完成線，其中完成線可以包括多個精加工站，精加工站包括質量檢查站、切割與修剪站、拋光站以及塗漆站，其中切割與修剪站和塗漆站可以是自動的。完成線優選地被設置在與生產線相同的生產大廳中，從而一些精加工站需要單獨的空氣清潔設施來保持生產大廳中的清潔和可接受的工作環境。可以使用起重機裝置來從多個模具的每個如由搬運箭頭80所示地搬運製造好的風力渦輪機葉片45到完成線。
[0045]圖6表示具有處於節省空間的擋板式/錯開對齊的第一工作站、第二工作站、第三工作站、第一模具50、第二模具40、第三模具60的生產線30。模具40、50、60基本上互相平行並且沿著縱向方向100相對於彼此錯開。模具40、50、60因此被沿著與模具40、50、60的縱向方向100成角度a的方向101相對於彼此平行地平移/移動。從而第二模具50設置在第一模具40的延長線上，並且第三模具60設置在第二模具50的延長線上，以便模具40、50,60形成細長的和對齊的生產線30。在縱向方向100與平行平移/移動的方向101之間的角度a有利地小於30度，可替代地小於20度，可替代地在15度與5度之間的範圍內。起重臺架裝置35提供在軌道34上，並且可以沿著基本上與在模具40、50、60之間的平行平移/移動的方向101平行的方向在這些軌道34上移動。
[0046]所述方法和生產線30也可以在供應可固化基體材料之前在模具40、50、60被閉合以形成閉合的模具組件46、56、66的情況下執行，以便形成一體的風力渦輪機葉片，例如沒有接縫。
[0047]已經關於優選實施例描述了本發明。然而，本發明的範圍不被限制為示出的實施例，並且在不脫離本發明範圍的情況下，可以實施改變和修改。
[0048]參考標記
2 風力渦輪機 4 塔 6 短艙 8 轂
10葉片 14 葉片尖部 16 葉片根部 20 風力渦輪機葉片
30生產線
31第一工作站
32第二工作站
33第三工作站
34軌道裝置
35起重臺架裝置
40第一模具
41第一模具部件(第一模具40的)
42第一模具腔(第一模具部件41的)
43第二模具部件(第一模具40的)
44第一模具腔(第二模具部件43的)
45風力渦輪機葉片(由第一模具40定型的)
46閉合第一模具組件
50第二模具
51第一模具部件(第二模具50的)
52第一模具腔(第一模具部件51的)
53第二模具部件(第二模具50的)
54第一模具腔(第二模具部件53的)
56 閉合第二模具組件60第三模具
61第一模具部件(第三模具60的)
62第一模具腔(第一模具部件61的)
63第二模具部件(第三模具60的)
64第一模具腔(第二模具部件63的)66閉合第三模具組件
71第一網生產站
72第二網生產站
73第三網生產站75網
80搬運箭頭(向完成線)
100縱向方向
101平移/移動方向α角度
【權利要求】
1.一種使用樹脂傳遞模塑工藝製造風力渦輪機葉片的方法，風力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的複合殼體結構，其特徵在於，所述方法包括生產線(30)，在該生產線中風力渦輪機葉片形成在多個模具(40、50、60)中，多個模具(40、50、60)的每個包括至少一個模具部件(41、51、61)，所述至少一個模具部件包括模具腔(42、52、62)，其中所述生產線(30)還包括可沿著生產線(30)移動的起重臺架裝置(35)，所述方法包括下列步驟: a)利用起重臺架裝置(35)將纖維增強材料布置在第一模具(40)的至少一個模具腔(42)中； b)沿著生產線(30)移動起重臺架裝置(35)到第二模具(50);以及 c)供應可固化基體材料進入第一模具(40)的至少一個模具腔(42)中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置(35 )將纖維增強材料布置在第二模具(50 )的至少一個模具腔(52 )中。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括下列步驟: d)沿著生產線(30)移動起重臺架裝置(35)到第三模具(60)； e)供應可固化基體材料進入第二模具的至少一個模具腔(52)中，同時基本上同時地利用起重臺架裝置(35)將纖維增強材料布置在第三模具(60)的至少一個模具腔(62)中。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述第一模具(40)包括至少第一模具部件(41)和第二模具部件(43)，它們可以裝配來形成閉合的第一模具組件(46)，每個模具部件(41，43)都包括模具腔(42，44)。
4.根據權利要求2和3所述的方法，其中所述方法還包括步驟: -基本上與步驟a)同時地閉合第二模具(50)並且供應可固化基體材料進入第三模具(60)的至少一個模具腔(62)，和/或 -基本上與步驟c)同時地閉合第三模具(60)，和/或 -基本上與步驟e)同時地閉合第一模具(40)，和/或 -沿著生產線(30)移動起重臺架裝置(35)到第一模具(40)。
5.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中所述纖維增強材料當通過起重臺架裝置(35 )被布置在多個模具(40, 50,60 )中時是幹的,例如不預先浸潰有樹脂。
6.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中所述多個模具(40,50,60)的每一個被布置有用於供應可固化基體材料和/或用於閉合模具(40，50，60)的至少一個工作站(31、32、33)。
7.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中基本上沿著第一模具(40)的縱向延長線布置第二模具(50 )和/或基本上沿著第二模具(50 )的縱向延長線布置第三模具(60 )。
8.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中所述起重臺架裝置(35)被沿著多個模具(40，50，60)的縱向方向移動。
9.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中所述方法還包括多個網生產站(71、72、73)。
10.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中網生產站(71、72、73)與生產線(30)上的多個模具(40，50，60)的每一個並置。
11.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中所述方法還包括沿著生產線(30)的縱向延長線布置的完成線。
12.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中製造好的風力渦輪機葉片具有至少30米、或40米、或50米的長度。
13.根據前述權利要求任意一項所述的方法，其中所述方法在具有至少250米的長度和至少30米的寬度的生產設施中被執行。
14.一種使用樹脂傳遞模塑工藝製造風力渦輪機葉片的生產線(30)，風力渦輪機葉片具有包括基體材料和纖維增強材料的複合殼體結構，其特徵在於， -所述生產線(30)包括用於形成風力渦輪機葉片的多個模具(40，50，60)，多個模具(40,50,60)的每個包括至少一個模具部件(41，51，61)，至少一個模具部件具有模具腔(42,52,62),以及 -所述生產線(30 )還包括可以沿著生產線(30 )移動的起重臺架裝置(35 )。
15.根據權利要求14所述的生產線(30)，其中所述多個模具(40，50，60)基本上沿著第一模具(40)的縱向延長線布置。
【文檔編號】B29L31/08GK104249464SQ201410523420
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2010年3月5日 優先權日:2009年3月6日
【發明者】D.A.博爾斯廷, Q.周, J.J.範德澤 申請人:Lm玻璃纖維製品有限公司