炭素繊維-風力発電のプルトルードビーム

引抜成形工程の導入

従来の石油や石炭資源を置き換えるために新しいクリーンエネルギーをどのように使用するかは、経済を発展させるだけでなく、二重炭素目標を達成するという重要な歴史的ノードにおいて、社会的関心のホットな問題になっています。 もっと注意。

風力発電技術が発明されてから100年近くになります。 対応するテクノロジーは比較的成熟していますが、かなりの課題にも直面しています。 風力発電設備の主要部品であるブレードは、現在、強度と剛性が高く、製造コストが低いガラス繊維強化複合材料（GFRP）で作られています。 発電機セットの発電能力の要件が徐々に増加するにつれて、対応するブレードサイズも徐々に増加する必要があり、材料強度や剛性などの性能要件についても、より高い技術的要件が提唱されています。 このため、大型ブレードの製造に炭素繊維を使用することが最良の選択となっています。

研究データによると、ガーダーでガラス繊維複合材料を炭素繊維複合材料に置き換えるだけで、ブレードの重量が12％減少し、剛性と耐疲労性が向上すると同時に、輸送、設置、保守のコストが削減されます。 寿命、そのライフサイクル全体の使用コストは低くなります。

炭素繊維複合材料の成形方法は数多くあり、プリプレグプロセス、カーボンクロス注入プロセス、引抜成形プロセスなど、複合材料シートの製造と製造には多くのオプションがあります。 その中でも、引抜成形法は、固定断面繊維強化複合材料を連続生産するための成形方法です。 この技術は1948年に米国で始まり、世界中で開発および推進されてきました。

引抜成形プロファイルは、電気機器、耐食部品、建設工学、輸送産業、軍事およびその他の分野で広く使用されており、現在急速な発展の段階にあります。 引抜成形は、理論的には任意の長さの製品を生産できます。 典型的な引抜成形ラインの速度は0.2〜1.5m / minで、ラピッドプロトタイピング速度は4m / min以上に達し、複数の製品を同時に製造できるため、成形効率が大幅に向上します。大量生産に適しています。 さらに、製造プロセスを完全に自動化および制御でき、製品の断面形状をシリアル化および標準化できるため、複合製品の品質の離散性が大幅に低下し、安定したパフォーマンスが得られます。 最大80％の高繊維含有量、成形中の張力の作用により繊維が完全に真っ直ぐになるため、繊維特性を十分に発揮でき、縦方向の機械的特性が優れており、原材料の利用率が95％以上に達する可能性があります。

引抜成形の工程は次のとおりである：繊維供給－繊維誘導樹脂含浸－予備成形－引抜成形－延伸－切断－引抜成形品、加熱成形部は、一般に、予熱ゾーン、ゲルゾーンおよび硬化ゾーンに分けられる。 既存の引抜成形樹脂には、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂が含まれます。

固定断面複合材料を製造するための効率的な製造プロセスとして、引抜成形は機器とプロセスパラメータの設定と規制において非常に厳格であり、小さな変更やナノエラーは製品品質の欠陥と廃棄物を引き起こします。 本稿では、炭素繊維風力発電引抜成形ビーム（カーボンビーム）の製品構造、材料選定、製造工程を簡単に紹介します。 一部のデータパラメータと混合比は参照用です。

製品の構造と材料の選択

カーボンビームは、複合材料ボード本体、左側の保護層、上部のリリースクロ​​ス、右側の保護層、および下部のリリースクロ​​スで構成されています。 複合材料ボードの本体の繊維は炭素繊維であり、繊維の体積含有量は50％から80％です。 複合材料ボードの左側と右側の保護層の補強材はガラス繊維であり、その数は片面あたり少なくとも1つです。

材料の樹脂は高性能エポキシ樹脂から選択され、硬化剤は好ましくは液体酸無水物であり、促進剤は好ましくは第三級アミンであり、そして離型剤は好ましくはエポキシタイプの離型剤である。 混合比はエポキシ樹脂：硬化剤：促進剤：離型剤= 100：（80-110）：(0。5-2。0）:( 0。5-2。5）。

上下のリリースクロ​​スはナイロンまたはポリエステルで作られています。 一方では、リリースクロ​​スは、製品の梱包および輸送中に引っかき傷や引っかき傷によってカーボンビームが損傷するのを防ぐことができます。 さらに、使用中にリリースクロ​​スを取り除いた後のカーボンビームによって形成される粗い表面は、製品の接着強度を高めることができます。 カーボンビームの粉砕プロセスを排除し、工数とコストを節約します。

生産工程

長さ900mmの引抜型ダイを用意し、引抜機のダイホルダーに固定します。 指定された数の48Kまたは24K炭素繊維をクリールに取り付け、浸漬タンク、予備成形ダイ、成形ダイを順番に通過させてから、引き機に導入します。

成形ダイの3つのゾーンの温度は、必要に応じて設定および加熱されます。 成形金型の温度バランスをとった後、準備した樹脂を浸漬槽に入れ、繊維を2〜4層に浸漬し、引抜速度を0 .2〜0に設定します。 .5m/分。 、炭素繊維を浸漬した後、押出ローラー、予備成形ダイなどを段階的に押し出し、浸漬した炭素糸の接着剤含有量を完全に減らしてから型に入れ、上下のリリースクロ​​スを入れます。成形ダイと繊維。

成形されたシートはベローズで冷却された後、トラクターとワインダーに入り、完成した複合シートになります。