风具有巨大的能量,风力发电是一种无污染的发电方式,是富有生命力的清洁能源。叶片是实现风能转换为电能的关键装置。国际上目前已开发出多种较先进的叶片制造工艺,我国风电叶片的制造厂家由于受市场、技术、材料及资金等方面的影响, 90%采用湿法手糊工艺, 常温固化,工艺相对简单。但对于大型的兆瓦级风力机叶片,由于叶片体形庞大,传统的手糊成型工艺已不适用。而且手糊成型具有生产效率低、劳动强度大、劳动卫生条件差、产品质量不易控制、精度差、性能稳定性不高、产品力学性能较低的缺点。这些问题的存在严重制约了中国风电市场的迅速发展。这种情况迫切要求我国建立具有自主知识产权的一体式风电叶片的制造理论和方法。
采用光固化快速原型法可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的芯模,其精度高、制造周期短、可实现完全自动化生产。其基本原理为:由激光器发出的紫外光,经光学系统汇集成一支细光束,该光束在计算机控制下,有选择的扫描升降装置容器中的光敏树脂表面,利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理,一层一层固化光敏树脂,每固化一层后,工作台下降一精确距离,并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描,使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上,如此反复,直至制作生成零件实体。
6自由度机器人控制预浸光敏树脂的碳素纤维按照预先规划的纤维缠绕轨迹精确放置。同时,激光器沿着缠绕路径发出紫外光,瞬时固化光敏树脂,使缠绕的纤维固化成一个整体。送纱系统结构设计部分包括吐纱嘴。吐纱嘴的设计内容包括压紧结构件设计、动力滚轮结构设计,刀具结构设计,驱动原件选择,压辊结构设计等内容。基于CATIA技术进行设计,使得实现了零部件的虚拟设计、整体装配的数字化仿真,设计效率大大提高并使设计失误达到最小化。
新型风电叶片加工制造机器,是一项可以自动供纱的装置。可以通过对控制端的控制进行对放纱情况的调节,即根据纱带的预留长度实现对供丝的动作与否进行控制,根据对重物的重量调节实现对放纱的速度控制。目的是保证在铺设过程中丝带保持恒定的张力。产品的设计与制造可以有效提高产品质量、机床底座我们选用铸造来成型结构,因为铸造用的原材料来源广泛,生产成本低,铸造工艺灵活性大,几乎不受零件大小,形状,重量和机构复杂程度的限制,力学性能高、满足5MW级风电叶片使用要求、减少了制造过程中对环境污染。同时,利用CATIA 进行设计也更加增强了产品的精确性、可快速变更,方便设计与整改。