Kulfiber - Wind Power Pultruded Beam

Introduktion af pultruderingsproduktionsproces

Hvordan man bruger ny ren energi til at erstatte traditionelle olie- og kulressourcer er blevet et varmt spørgsmål af social bekymring på det vigtige historiske knudepunkt for ikke kun at udvikle økonomien, men også at nå det dobbelte kulstofmål. mere opmærksomhed.

Det er næsten hundrede år siden opfindelsen af ​​teknologi til vindkraftproduktion. Den tilsvarende teknologi er relativt moden, men den står også over for betydelige udfordringer. Blade, hovedkomponenterne i vindkraftproduktionsudstyr, er i øjeblikket for det meste lavet af glasfiberforstærkede kompositmaterialer (GFRP), som har god styrke og stivhed og lave produktionsomkostninger. Med den gradvise stigning i kravene til generatorsættets kraftproduktionskapacitet skal den tilsvarende vingestørrelse også gradvist øges, og der stilles også højere tekniske krav til ydeevnekravene såsom materialestyrke og stivhed. Af denne grund er brugen af ​​kulfiber til fremstilling af store blade blevet det bedste valg.

Forskningsdata viser, at kun udskiftning af glasfiberkompositmaterialer med kulfiberkompositmaterialer ved dragerne reducerer bladets vægt med 12 procent og har højere stivhed og træthedsbestandighed, samtidig med at det medfører lavere transport-, installations- og vedligeholdelsesomkostninger. levetid, er brugsomkostningerne for hele dens livscyklus lavere.

Der er mange formgivningsmetoder for kulfiberkompositmaterialer, og der er også mange muligheder for produktion og fremstilling af kompositmaterialeplader, såsom prepreg-proces, kulstof-infusionsproces og pultruderingsproces. Blandt dem er pultruderingsprocessen en støbemetode til kontinuerlig produktion af fiberforstærkede kompositmaterialer med fast sektion. Teknologien startede i USA i 1948 og er blevet udviklet og promoveret over hele verden.

Pultruderede profiler er meget udbredt i elektrisk udstyr, korrosionsbestandige dele, byggeteknik, transportindustrien og militære og andre områder, og er i øjeblikket i et stadie af hurtig udvikling. Pultrusion kan teoretisk producere produkter af enhver længde. Den typiske pultrusionslinjehastighed er 0,2~1,5m/min, den hurtige prototype-hastighed kan nå mere end 4m/min, og flere produkter kan produceres på samme tid, hvilket i høj grad forbedrer støbeeffektiviteten er velegnet til masseproduktion; desuden kan produktionsprocessen automatiseres og kontrolleres fuldt ud, og produktets tværsnitsform kan serialiseres og standardiseres, hvilket væsentligt reducerer diskretiteten af ​​kvaliteten af ​​sammensatte produkter og har stabil ydeevne; højt fiberindhold, op til 80 procent, fordi fibrene er fuldt udrettet under påvirkning af spænding under støbning, fiberegenskaberne kan udnyttes fuldt ud, de langsgående mekaniske egenskaber er fremragende, og råvareudnyttelsesgraden kan nå mere end 95 procent .

Trinene i pultrudering er: fiberforsyning-fiberføring-harpiksimprægnering-præformning-pultrusion-trækning-skæring-pultrudering produkter, den opvarmningsdannende del er generelt opdelt i forvarmningszone, gelzone og hærdningszone, som vist i fig. Eksisterende pultruderingsharpikser omfatter epoxyharpikser, vinylharpikser og umættede polyesterharpikser.

Som en effektiv produktionsproces til fremstilling af kompositmaterialer med faste sektioner, er pultrudering ekstremt streng med hensyn til indstilling og regulering af udstyr og procesparametre, og små ændringer eller nano-fejl vil forårsage produktkvalitetsfejl og spild. Dette papir introducerer kort produktstrukturen, materialevalg og produktionsprocessen for kulfiber vindkraftpultruderede bjælker (kulstofbjælker). Nogle dataparametre og blandingsforhold er kun til reference.

Produktstruktur og materialevalg

Kulstofbjælken er sammensat af et kompositmaterialepladelegeme, et venstre beskyttende lag, en øvre frigørelsesklud, et højre beskyttende lag og en nedre frigørelsesklud. Fiberen i hoveddelen af ​​kompositmaterialepladen er kulfiber, og fibervolumenindholdet er 50 procent til 80 procent; det forstærkende materiale i det beskyttende lag på venstre og højre side af kompositmaterialepladen er glasfiber, og antallet er mindst 1 pr. side.

Materialets harpiks er valgt blandt højtydende epoxyharpiks, hærdningsmidlet er fortrinsvis et flydende syreanhydrid, acceleratoren er fortrinsvis en tertiær amin, og slipmidlet er fortrinsvis et slipmiddel af epoxytypen. Blandingsforholdet skal være epoxyharpiks: hærder: accelerator: slipmiddel=100: (80-110): (0.5-2.0): ( 0.5-2.5).

De øvre og nedre frigøringsklude er lavet af nylon eller polyester. På den ene side kan udløserkluden beskytte kulstofstrålen mod at blive beskadiget af ridser og ridser under produktpakning og transport. Derudover kan den ru overflade, der dannes af kulstofstrålen efter fjernelse af slipkluden under brug, øge produktets bindingsstyrke. Eliminer slibeprocessen af ​​kulstofbjælker, hvilket sparer mandetimer og omkostninger.

Produktions proces

Forbered en pultruderingsdyse med en længde på 900 mm og fastgør den på pultruderingsmaskinens dyseholder. Installer det angivne antal 48K eller 24K kulfibre på rullen, og før gennem dyppetanken, den forformede matrice, formningsmatricen i rækkefølge, og indfør derefter i trækkemaskinen.

Temperaturen i de tre zoner af støbeformen indstilles og opvarmes efter behov. Efter at støbeformens temperatur er afbalanceret, tilsættes den forberedte harpiks til dyppetanken, fibrene dyppes i 2 til 4 lag, og pultruderingshastigheden indstilles til 0.2 til 0 0,5 m/min. , Efter at kulfiberen er dyppet, ekstruderes den trin for trin gennem ekstruderingsvalsen, præformningsmatricen osv., for fuldt ud at reducere limindholdet i det dyppede carbongarn, før det kommer ind i formen, og de øvre og nedre frigørelsesklude kommer ind i støbeformen sammen med fiberen.

Efter at den formede plade er afkølet af bælgen, kommer den ind i traktoren og oprulleren for at blive den færdige kompositplade.