專利名稱：制造葉片的方法和布局結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造葉片的方法，尤其是制造風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片的方法。
背景技術(shù)：
葉片(如風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片)受到多種環(huán)境影響，如紫外線、雨、冰、冰雹以及吹過的風(fēng)中的微小顆粒所導(dǎo)致的磨損。即使是作用在葉片上的風(fēng)也會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生機(jī)械負(fù)荷。葉片，尤其是葉片的表面，需要承受沖擊，因此對(duì)葉片表面進(jìn)行處理和加工。已知在該表面使用涂料以處理其上作用的沖擊。優(yōu)選地，用噴槍對(duì)葉片表面進(jìn)行涂覆。該噴槍可以是自動(dòng)涂裝過程的一部分或者甚至可以在人工手動(dòng)作業(yè)過程中用作手提式工具。如空氣的壓縮氣體用于將涂料顆粒帶向葉片表面。由此，在葉片表面進(jìn)行均勻的液體涂覆。然而，此方法的缺點(diǎn)在于，整個(gè)涂裝過程耗費(fèi)時(shí)間并且需要通風(fēng)、加熱等單獨(dú)的涂裝設(shè)施。因此，此方法成本很高。還已知使用所謂的“凝膠涂層”來(lái)保護(hù)由復(fù)合材料制成的葉片的表面。最常見的凝膠涂層包括“基于苯乙烯”的樹脂。凝膠涂層是液體的并且通常施加到模具的底層。在凝膠涂層上面，由復(fù)合材料、輕木等制成的額外的層被布置為夾層結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)建成葉片。所有這些層都由施加到模具和這些層的樹脂固化到一起。由于此方法，復(fù)合材料或葉片的可視表面顯示出高質(zhì)量的表層。然而，基于苯乙烯的凝膠涂層具有很差的氣味，甚至危及葉片制造期間處理凝膠涂層的人員健康。因此，即使成本增加，也需要額外的人員保護(hù)步驟。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)改進(jìn)的制造葉片的方法和布局結(jié)構(gòu)，該方法的成本更低并且對(duì)環(huán)境的危害較小。此目的通過權(quán)利要求1的特征以及權(quán)利要求8的特征實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選配置是從屬權(quán)利要求的目的。根據(jù)本發(fā)明，葉片通過模具制造。干粉作為涂層施加到模具的內(nèi)表面。布置模具以便稍后用于構(gòu)建葉片結(jié)構(gòu)。因此，模具載有葉片組件的不同層，而干粉涂層在葉片結(jié)構(gòu)的底層。接著，葉片的組件在干粉涂層上面和模具上面被布置為多層，以構(gòu)建夾層結(jié)構(gòu)的葉片。例如，可以借助“真空輔助樹脂傳遞模塑，VARTM”工藝來(lái)制造葉片。最后，樹脂可以施加于模具以及葉片組件。當(dāng)該樹脂固化時(shí)，所有夾層結(jié)構(gòu)被連接。之后(例如在葉片制造過程之后)，由干粉形成或引入的涂層被制成為葉片表面。優(yōu)選地，所述干粉由一定量的聚合物制成或甚至包含一定量的聚合物，如聚酯、聚氨酯、聚酯-環(huán)氧樹脂(也被稱作“混合型”)、純環(huán)氧樹脂(所謂的“熔結(jié)環(huán)氧樹脂”)以及丙烯酸樹脂。甚至可使用“基于苯乙烯”的干粉。干粉可以由稍后能夠用作葉片涂層以獲得所制造的葉片牢固外皮的任何材料制成。優(yōu)選地，如果需要的話，所使用的該材料可使葉片外皮的后期處理容易進(jìn)行。例如，可以按下述方法選擇干粉的材料，使得為額外的涂覆產(chǎn)生最佳的葉片表面。干粉涂層用作模具中的底層。當(dāng)粉末干燥后，不再需要保護(hù)模具旁邊工作的人員， 因?yàn)?，鑒于引用的現(xiàn)有技術(shù)，不再需要使用有害溶劑。優(yōu)選地，干粉借助靜電場(chǎng)被施加到模具的內(nèi)表面。因此，降低了工作時(shí)間并且節(jié)省資金。優(yōu)選地，涂料被用在或包含在干粉中。該涂料優(yōu)選含有粉末化顆粒。涂料和粉末的混合物如上所述地施加到模具的內(nèi)表面以至少覆蓋模具的內(nèi)表面。優(yōu)選地，當(dāng)干粉或混合物被施加到模具時(shí)使用靜電場(chǎng)。施加靜電場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)粉末 /混合物均勻分布在至少模具的內(nèi)表面。優(yōu)選地，至少模具的內(nèi)表面與“地面”電連接。由于靜電場(chǎng)，粉末/混合物向模具加速。由于沒有粉末或混合物被浪費(fèi)，因此整個(gè)方法相當(dāng)干凈。優(yōu)選地，剩余的干粉被收集起來(lái)以在此方法中再次使用。因此，鑒于材料的用法， 此方法相當(dāng)經(jīng)濟(jì)。優(yōu)選地，粉末/混合物噴射方法向模具噴射。優(yōu)選地，為此可使用靜電槍或電暈槍。優(yōu)選地，逐步地施加額外的粉末涂層，以達(dá)到預(yù)定厚度。因此，獲得很厚的合成涂層。優(yōu)選地，為了固化干粉/混合物而加熱所述干粉/混合物。由于加熱，干粉/混合物被液化，從而使得液體可以覆蓋模具內(nèi)表面的相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。當(dāng)該液體凝固時(shí)，獲得所制造葉片的堅(jiān)硬表面。由此，得到葉片的牢固且適合加工的外皮。優(yōu)選地，對(duì)模具進(jìn)行加熱。優(yōu)選地，在樹脂提供到葉片結(jié)構(gòu)之前進(jìn)行加熱(通過利用“真空輔助樹脂傳遞模塑，VARTM”工藝來(lái)提供樹脂)。甚至，可以使用樹脂固化時(shí)釋放的熱量的至少一部分。


圖1示意性地示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式用于構(gòu)建葉片結(jié)構(gòu)的模具2被電中性地接地。靜電槍1用于向模具2噴射干粉5。靜電槍1與管線3連接，管線3用于至少向槍1提供干粉。優(yōu)選地(但這里未詳細(xì)示出)，向干粉額外提供作為粉末化顆粒的涂料。
靜電槍1還與管線4連接，管線4用于產(chǎn)生靜電場(chǎng)。在粉末施加過程之后，葉片組件的層(如復(fù)合材料、玻璃纖維材料、輕木等)被鋪設(shè)到模具中，以獲得葉片的立體結(jié)構(gòu)。這可以通過“真空輔助樹脂傳遞模塑，VARTM”工藝來(lái)完成，以獲得葉片結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，模具被加熱，因此施加的干粉也被加熱。干粉由于加熱而液化。因而，液化的粉末可覆蓋模具內(nèi)表面相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。液化的粉末凝固，從而獲得葉片的堅(jiān)硬表面。優(yōu)選地，在樹脂提供到葉片結(jié)構(gòu)之間，對(duì)模具進(jìn)行加熱。該樹脂通過VARTM工藝提{共。甚至可以使用因樹脂固化而釋放的熱量的至少一部分?？傊?，在其它組件(如復(fù)合材料、玻璃纖維等)被布置到模具上之前，干粉作為涂層引入模具的表面。該粉末涂層形成堅(jiān)硬表層，該表層比傳統(tǒng)涂料更堅(jiān)固。該粉末涂層不發(fā)出或幾乎不發(fā)出揮發(fā)性有機(jī)化合物，因而對(duì)環(huán)境安全。如果使用合適的工具收集“浪費(fèi)”的粉末，則通過噴射涂覆粉末可以循環(huán)進(jìn)行。因此，可以獲得接近100%的涂覆粉末材料使用率。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，與液體涂覆方法相比，粉末涂覆方法在水平涂覆表面和豎直涂覆表面之間基本不存在外觀差異。
權(quán)利要求
1.一種制造葉片的方法，其中，模具被提供并且被用來(lái)攜載葉片組件的層，其中，在所述層被布置到所述模具的內(nèi)表面上之前，干粉被至少施加到所述模具的內(nèi)表面，因此所述模具包括作為底層的干粉涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述干粉借助靜電場(chǎng)被施加到所述模具的內(nèi)表面上，以便粉末均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，為了固化所述干粉而按如下方式對(duì)所述干粉進(jìn)行加熱，即使得所述干粉被液化并覆蓋模具內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中，涂料被用在所述干粉中作為干粉化顆粒，并且其中，涂料和粉末的混合物施加于所述模具的內(nèi)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，為了固化所述混合物而按如下方式對(duì)所述混合物進(jìn)行加熱，即使得所述混合物被液化并覆蓋所述模具的內(nèi)表面結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中，至少所述模具的內(nèi)表面電接地，以便粉末或混合物均勻分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其中，逐步地施加干粉或混合物的額外涂層， 以獲得厚的合成涂層。
8.—種制造葉片的布局結(jié)構(gòu)，其中，模具被布置并準(zhǔn)備用來(lái)攜載葉片組件的層，其中，在所述層被布置到所述模具的內(nèi)表面上之前，干粉被至少施加到所述模具的內(nèi)表面，而且其中，所述模具包含作為底層的干粉涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的布局結(jié)構(gòu)，其中，所述干粉均勻分布地布置在所述模具的內(nèi)表面上，并且借助靜電場(chǎng)施加所述干粉。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的布局結(jié)構(gòu)，其中，提供有加熱裝置，以按如下方式與所述干粉相互作用，即使得所述干粉被液化以覆蓋模具內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一所述的布局結(jié)構(gòu)，其中，所述干粉包含涂料的干粉化顆粒，并且涂料和粉末的混合物施加到所述模具的內(nèi)表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的布局結(jié)構(gòu)，其中，所述干粉包含一定量的聚合物， 如聚酯、聚氨酯、聚酯-環(huán)氧樹脂、純環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂。
13.一種干粉，其被制備成用在權(quán)利要求1至7之一所述的方法中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的干粉，其中，所述干粉包含一定量的聚合物，如聚酯、聚氨酯、聚酯-環(huán)氧樹脂、純環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造葉片的方法和布局結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的制造葉片尤其是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的方法中，模具被提供并被用來(lái)攜載葉片組件的層。在所述層被布置到所述模具的內(nèi)表面上之前，干粉至少施加到所述模具的內(nèi)表面。因此所述模具包含作為底層的干粉涂層。
文檔編號(hào)B05D1/12GK102555233SQ201110345048
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者K.席布斯拜伊 申請(qǐng)人:西門子公司