风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法与流程

本发明涉及风力发电机叶片技术领域，尤其是一种风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法。

背景技术：

叶片是风力机捕获风能的关键部件，又是风力机力源、主要承载部件，对整个风力机安全运行起着关键作用。随着风电技术的发展，单机容量增大，叶片也越来越长，腹板对叶片性能的影响也越来越明显。此外，风场中下游风力机运行过程中会受到上游风力机尾流场的影响，同时，由于随机变动的自然大气环境，风力机叶片的受力情况和运动状况非常复杂，所以良好的腹板结构对风力机叶片能否正常稳定运行至关重要。大型风力机叶片最主要的构造形式是由复合材料得上、下翼面及腹板构成，腹板主要由铺层和夹芯材料组成，夹芯材料的性能、质量对于风能系统能否良好的、持续的运作有着极其重要的作用。

巴沙木，世界上最轻的木材，又称轻木，其体积形态稳定、不易变形，强度以及柔性适中，完美吻合风力发电机组叶片所需特性，是风机叶片夹层中不可替代的原材料。但是，巴沙木属于纤维素类，纤维素为细菌、真菌和虫类的食物，亲水性太强，存在芯材运行过程中被封闭在内的细菌等腐蚀的风险，无法满足多样化的性能需求。

技术实现要素：

本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法，该制备方法制得的巴沙木芯材被细菌腐蚀的风险低，且生产成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

来料巴沙木预处理，包括：切片，精磨，除湿，双端锯处理和涂胶，

预处理后依次进行开浅槽，开浅槽是在芯材的至少一个表面开浅槽，所述浅槽有若干条，若干条浅槽相互交错在芯材表面呈矩形网格状设置，浅槽的宽度为2±0.3mm，深度为1.5～3mm，相邻浅槽的间距为20mm，在若干浅槽的交叉点打贯穿芯材上下表面的通孔，孔径大小为2.5±1mm。如果是两面对齐开浅槽，则上下槽错开不超过2mm，开浅槽后需要满足的外观要求：无材料本身的不良、开槽不良例如如浅槽局部过浅、槽偏等现象，且不能有油污、破损等。

打孔：孔必须完全打通，形成通孔，漏孔现象不超过8个/张板，且每张板上不得有相邻3个漏孔，孔位置需要符合要求：在浅槽交叉点，则偏离不超过5mm，且必须在槽内，所以浅槽必须是垂直的，这样才能确保打孔的成功率。打孔后芯材的外观需要满足无材料本身的不良、油污和破损等。

贴布：贴布要粘结牢固，手撕无轻易脱落感或开深槽后不掉块，玻纤布必须覆盖整个板材面，边缘没贴到的不超过3mm，超出板材边缘不超过5mm，贴布面选择正确。

开深槽：开深槽确保无漏开槽和错开槽，槽位置要符合要求，比如深浅槽不得重合，槽向无歪斜和交叉。板材开裂后无断、掉块等不良现象。

成品检验：成品检验按照《finish成品检验规范》进行操作。

制作模板：制作模板的过程中，要注意模板无破损、打皱等不良现象，模板的编号、标识正确。

画线：画线时使用的模板名称、版本与图纸一致，板材厚度需与图纸一致，板材工艺需与图纸一致，板材标志需与图纸一致，板材外观无明显缺陷。

裁边：裁切板材与堆叠板材厚度与图纸一致，裁切板材与堆叠板材工艺与图纸一致，单件尺寸公差+1/-2mm，板材外观无明显缺陷。

写标识：编号、角度等信息书写正确（与图纸一致），无漏标、错标。

倒角：倒角时要注意：无漏倒角，倒角角度、宽度及留底厚度符合图纸要求，倒角面光洁度，无明显颗粒物，倒角后吹灰，孔不能被粉尘堵塞，倒角面平滑过渡，无明显凹凸痕。

ipqc过程检验：检查板材标识、尺寸、倒角、外观等所有前道质量。

分板、除湿：每托板材标识准确清晰，任意一点含水率不得超过11.5%，板材无变形、掉块、破损等不良现象。

铺设检验：按《kits包装作业指导书》操作。

包装入库：按《kits包装作业指导书》操作，填写入库单。

进一步的，所述巴沙木原料的含水率≤12%，密度为135～175kg/m³。

进一步的，所述巴沙木预处理中切片按照设计厚度±0.6mm的尺寸对巴沙木进行切片处理，精磨按照设计厚度±0.5mm进行。

进一步的，所述巴沙木预处理中的除湿采用循环热风进行处理，热风温度的具体控制为：初始温度为室温，终温为40-50℃，升温速率为8-10℃/h，除湿处理至含水率≤11.5%。

进一步的，所述巴沙木预处理中涂胶为双面涂胶，涂胶层的克重为16±3g/面。

进一步的，所述贴布操作包括在芯材的一个表面贴玻纤布，玻纤布覆盖整个芯材表面，贴布后玻纤需要满足无打皱、鼓泡和断裂现象。

进一步的，所述浅槽和深槽采用四边切设备切割完成，具体包括：

将待开槽的板材固定在操作台上，用夹料器保持板材四周的垂直度，接通电源，根据设计要求调整数控信号，调整第一道浅槽或深槽的边距，然后进行切割操作，所述数控信号包括浅槽和深槽的间距。

进一步的，所述开深槽操作在贴布面的相对面进行，所述深槽与浅槽位置不重合，深槽底部距离板材底面3-5mm，槽宽≤0.2mm，深槽有若干并呈据形状设置在芯材表面，相邻深槽的间距为25*50mm。

进一步的，所述裁边操作为根据芯材上画的线条采用台锯进行裁边处理，线条两侧的部分采用柔性压板压住，柔性压板接近线条的侧面为硬质塑料制得的平面。

进一步的，所述倒角的比例为（1:12）～（1:15）,短边位于上表面，长边位于侧面上。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

本发明中的风力发电机叶片腹板巴沙木芯材，由于在芯材的上表面和下表面分别进行了涂胶操作，且控制涂胶层的克重为13g/面，这样可以有效防止树脂渗入到芯材内部，而且由于巴沙木容易吸水，从而导致重量增加，影响树脂的固化以及夹心材料和面板的粘结，所以在芯材的上表面和下表面喷涂胶层，并将胶层的质量控制为13g/面，一方面可以有效降低芯材的吸湿率，另一方面，不会增加芯材的质量，同时也可以有效控制成本。再加上本发明中的制备方法中设置了三次湿度检测，进一步降低了芯材在制备过程中的吸湿可能性，降低了芯材运行过程中被封闭在内的细菌等腐蚀的风险，从而有效克服巴沙木芯材的不足。

由于巴沙木芯材对树脂的吸收量几乎可以忽略不计，所以本发明中通过浅槽和深槽的开设位置以及尺寸设置，增加了后续树脂灌装过程中树脂的流通通道，从而有效提高了树脂灌装效率，本发明中的树脂灌装效率相比传统的单向浅槽和深槽的结构设置，灌装时间减少了34.5%，由于本发明中通过浅槽和深槽以及打孔的方式和位置的限定，提高了浅槽、深槽和孔的质量，树脂流动通道的增加，使得树脂充填时间明显加快。

本发明中通过在浅槽打孔深槽之后增加成品检验，确保了开槽打孔的质量，槽位置符合要求（如上下两面对齐开浅槽，则上下槽错开不超过2mm），孔必须完全打通，形成通孔；漏孔现象不超过8个/张板，且每张板上不得有相邻3个漏孔，孔位置符合要求（如要求在浅槽交叉点，则偏离不超过5mm，且必须在槽内），槽位置符合要求（如深浅槽不得重合，槽向无歪斜、交叉），外观：无材料本身的不良、开槽不良（如浅槽局部过浅、槽偏等现象）、油污、破损、板材开槽后无断裂、掉块等不良现象等，从而显著提高制备效率，提高芯材的质量，为后续操作提高保证，不做无用功，在倒角后增加ipqc过程检验，检查板材标识、尺寸、倒角、外观等所有前道质量，进一步确保了生产质量，从而有效增加产品的合格率，在分板除湿后增加铺设检验，确保了发货的精度，避免出现错误包装。

具体实施方式

现在具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法，包括以下步骤：

s1来料巴沙木预处理，巴沙木原料的含水率≤12%，密度为135～175kg/m³；

s101切片：切片按照设计厚度±0.6mm的尺寸对巴沙木进行切片处理；

s102精磨：精磨按照设计厚度±0.5mm进行；

s103除湿：除湿采用循环热风进行处理，热风温度的具体控制为：初始温度为室温，终温为40℃，升温速率为8℃/h，除湿处理至含水率≤11.5%。

s104双端锯处理：长宽符合标准板要求，对角线≤3mm；

s105涂胶：涂胶为双面涂胶，涂胶层的克重为13g/面；

s2预处理后依次进行开浅槽、打孔、贴布、开深槽、成品检验、制作模板、画线、裁边、写标识、倒角、ipqc过程检验、分板、除湿、铺设检验和包装入库，

s201开浅槽是在芯材的一个表面开浅槽，浅槽有若干条，若干条浅槽相互交错在芯材表面呈矩形网格状设置，浅槽的宽度为1.7mm，深度为1.5mm，相邻浅槽的间距为20mm，在若干浅槽的交叉点打贯穿芯材上下表面的通孔，孔径大小为1.5mm。

开浅槽采用四边切设备切割完成，具体包括：

将待开槽的板材固定在操作台上，用夹料器保持板材四周的垂直度，接通电源，根据设计要求调整数控信号，调整第一道浅槽的边距，然后进行切割操作，数控信号包括浅槽的间距。

s202打孔：孔必须完全打通，形成通孔，漏孔现象不超过8个/张板，且每张板上不得有相邻3个漏孔，孔位置需要符合要求：在浅槽交叉点，则偏离不超过5mm，且必须在槽内，所以浅槽必须是垂直的，这样才能确保打孔的成功率。打孔后芯材的外观需要满足无材料本身的不良、油污和破损等。

s203贴布：在芯材的一个表面贴玻纤布，玻纤布覆盖整个芯材表面，贴布后玻纤需要满足无打皱、鼓泡和断裂现象。

s204开深槽：深槽操作在贴布面的相对面进行，所述深槽与浅槽位置不重合，深槽底部距离板材底面3mm，槽宽≤0.2mm，深槽有若干并呈据形状设置在芯材表面，相邻深槽的间距为25*50mm。

开深槽采用四边切设备切割完成，具体包括：

将待开槽的板材固定在操作台上，用夹料器保持板材四周的垂直度，接通电源，根据设计要求调整数控信号，调整第一道深槽的边距，然后进行切割操作，数控信号包括深槽的间距。

s205成品检验：成品检验按照《finish成品检验规范》进行操作。

s206制作模板：制作模板的过程中，要注意模板无破损、打皱等不良现象，模板的编号、标识正确。

s207画线：画线时使用的模板名称、版本与图纸一致，板材厚度需与图纸一致，板材工艺需与图纸一致，板材标志需与图纸一致，板材外观无明显缺陷。

s208裁边：裁边操作为根据芯材上画的线条采用台锯进行裁边处理，线条两侧的部分采用柔性压板压住，柔性压板接近线条的侧面为硬质塑料制得的平面。裁切板材与堆叠板材厚度与图纸一致，裁切板材与堆叠板材工艺与图纸一致，单件尺寸公差+1/-2mm，板材外观无明显缺陷。

s209写标识：编号、角度等信息书写正确（与图纸一致），无漏标、错标。

s210倒角：倒角的比例为1:12，短边位于上表面，长边位于侧面上。倒角时要注意：无漏倒角，倒角角度、宽度及留底厚度符合图纸要求，倒角面光洁度，无明显颗粒物，倒角后吹灰，孔不能被粉尘堵塞，倒角面平滑过渡，无明显凹凸痕。

s211ipqc过程检验：检查板材标识、尺寸、倒角、外观等所有前道质量。

s212分板、除湿：每托板材标识准确清晰，任意一点含水率不得超过11.5%，板材无变形、掉块、破损等不良现象。

s213铺设检验：按《kits包装作业指导书》操作。

s214包装入库：按《kits包装作业指导书》操作，填写入库单。

实施例2

风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法，包括以下步骤：

s1来料巴沙木预处理，巴沙木原料的含水率≤12%，密度为135～175kg/m³；

s101切片：切片按照设计厚度±0.6mm的尺寸对巴沙木进行切片处理；

s102精磨：精磨按照设计厚度±0.5mm进行；

s103除湿：除湿采用循环热风进行处理，热风温度的具体控制为：初始温度为室温，终温为45℃，升温速率为10℃/h，除湿处理至含水率≤11.5%。

s104双端锯处理：长宽符合标准板要求，对角线≤3mm；

s105涂胶：涂胶为双面涂胶，涂胶层的克重为16g/面；

s2预处理后依次进行开浅槽、打孔、贴布、开深槽、成品检验、制作模板、画线、裁边、写标识、倒角、ipqc过程检验、分板、除湿、铺设检验和包装入库，

s201开浅槽是在芯材的两个表面开浅槽，浅槽有若干条，若干条浅槽相互交错在芯材表面呈矩形网格状设置，浅槽的宽度为2mm，深度为2mm，相邻浅槽的间距为20mm，在若干浅槽的交叉点打贯穿芯材上下表面的通孔，孔径大小为2.5mm。

开浅槽采用四边切设备切割完成，具体包括：

将待开槽的板材固定在操作台上，用夹料器保持板材四周的垂直度，接通电源，根据设计要求调整数控信号，调整第一道浅槽的边距，然后进行切割操作，数控信号包括浅槽的间距。

s202打孔：孔必须完全打通，形成通孔，漏孔现象不超过8个/张板，且每张板上不得有相邻3个漏孔，孔位置需要符合要求：在浅槽交叉点，则偏离不超过5mm，且必须在槽内，所以浅槽必须是垂直的，这样才能确保打孔的成功率。打孔后芯材的外观需要满足无材料本身的不良、油污和破损等。

s203贴布：在芯材的一个表面贴玻纤布，玻纤布覆盖整个芯材表面，贴布后玻纤需要满足无打皱、鼓泡和断裂现象。

s204开深槽：深槽操作在贴布面的相对面进行，所述深槽与浅槽位置不重合，深槽底部距离板材底面4mm，槽宽≤0.2mm，深槽有若干并呈据形状设置在芯材表面，相邻深槽的间距为25*50mm。

开深槽采用四边切设备切割完成，具体包括：

将待开槽的板材固定在操作台上，用夹料器保持板材四周的垂直度，接通电源，根据设计要求调整数控信号，调整第一道深槽的边距，然后进行切割操作，数控信号包括深槽的间距。

s205成品检验：成品检验按照《finish成品检验规范》进行操作。

s206制作模板：制作模板的过程中，要注意模板无破损、打皱等不良现象，模板的编号、标识正确。

s207画线：画线时使用的模板名称、版本与图纸一致，板材厚度需与图纸一致，板材工艺需与图纸一致，板材标志需与图纸一致，板材外观无明显缺陷。

s208裁边：裁边操作为根据芯材上画的线条采用台锯进行裁边处理，线条两侧的部分采用柔性压板压住，柔性压板接近线条的侧面为硬质塑料制得的平面。裁切板材与堆叠板材厚度与图纸一致，裁切板材与堆叠板材工艺与图纸一致，单件尺寸公差+1/-2mm，板材外观无明显缺陷。

s209写标识：编号、角度等信息书写正确（与图纸一致），无漏标、错标。

s210倒角：倒角的比例为1:13，短边位于上表面，长边位于侧面上。倒角时要注意：无漏倒角，倒角角度、宽度及留底厚度符合图纸要求，倒角面光洁度，无明显颗粒物，倒角后吹灰，孔不能被粉尘堵塞，倒角面平滑过渡，无明显凹凸痕。

s211ipqc过程检验：检查板材标识、尺寸、倒角、外观等所有前道质量。

s212分板、除湿：每托板材标识准确清晰，任意一点含水率不得超过11.5%，板材无变形、掉块、破损等不良现象。

s213铺设检验：按《kits包装作业指导书》操作。

s214包装入库：按《kits包装作业指导书》操作，填写入库单。

实施例3

风力发电机叶片腹板巴沙木芯材的制备方法，包括以下步骤：

s1来料巴沙木预处理，巴沙木原料的含水率≤12%，密度为135～175kg/m³；

s101切片：切片按照设计厚度±0.6mm的尺寸对巴沙木进行切片处理；

s102精磨：精磨按照设计厚度±0.5mm进行；

s103除湿：除湿采用循环热风进行处理，热风温度的具体控制为：初始温度为室温，终温为50℃，升温速率为10℃/h，除湿处理至含水率≤11.5%。

s104双端锯处理：长宽符合标准板要求，对角线≤3mm；

s105涂胶：涂胶为双面涂胶，涂胶层的克重为16±3g/面；

s2预处理后依次进行开浅槽、打孔、贴布、开深槽、成品检验、制作模板、画线、裁边、写标识、倒角、ipqc过程检验、分板、除湿、铺设检验和包装入库，

s201开浅槽是在芯材的一个表面开浅槽，浅槽有若干条，若干条浅槽相互交错在芯材表面呈矩形网格状设置，浅槽的宽度为2.3mm，深度为3mm，相邻浅槽的间距为20mm，在若干浅槽的交叉点打贯穿芯材上下表面的通孔，孔径大小为3.5mm。

开浅槽采用四边切设备切割完成，具体包括：

将待开槽的板材固定在操作台上，用夹料器保持板材四周的垂直度，接通电源，根据设计要求调整数控信号，调整第一道浅槽的边距，然后进行切割操作，数控信号包括浅槽的间距。

s202打孔：孔必须完全打通，形成通孔，漏孔现象不超过8个/张板，且每张板上不得有相邻3个漏孔，孔位置需要符合要求：在浅槽交叉点，则偏离不超过5mm，且必须在槽内，所以浅槽必须是垂直的，这样才能确保打孔的成功率。打孔后芯材的外观需要满足无材料本身的不良、油污和破损等。

s203贴布：在芯材的一个表面贴玻纤布，玻纤布覆盖整个芯材表面，贴布后玻纤需要满足无打皱、鼓泡和断裂现象。

s204开深槽：深槽操作在贴布面的相对面进行，所述深槽与浅槽位置不重合，深槽底部距离板材底面5mm，槽宽≤0.2mm，深槽有若干并呈据形状设置在芯材表面，相邻深槽的间距为25*50mm。

开深槽采用四边切设备切割完成，具体包括：

将待开槽的板材固定在操作台上，用夹料器保持板材四周的垂直度，接通电源，根据设计要求调整数控信号，调整第一道深槽的边距，然后进行切割操作，数控信号包括深槽的间距。

s205成品检验：成品检验按照《finish成品检验规范》进行操作。

s206制作模板：制作模板的过程中，要注意模板无破损、打皱等不良现象，模板的编号、标识正确。

s207画线：画线时使用的模板名称、版本与图纸一致，板材厚度需与图纸一致，板材工艺需与图纸一致，板材标志需与图纸一致，板材外观无明显缺陷。

s208裁边：裁边操作为根据芯材上画的线条采用台锯进行裁边处理，线条两侧的部分采用柔性压板压住，柔性压板接近线条的侧面为硬质塑料制得的平面。裁切板材与堆叠板材厚度与图纸一致，裁切板材与堆叠板材工艺与图纸一致，单件尺寸公差+1mm，板材外观无明显缺陷。

s209写标识：编号、角度等信息书写正确（与图纸一致），无漏标、错标。

s210倒角：倒角的比例为1:15，短边位于上表面，长边位于侧面上。倒角时要注意：无漏倒角，倒角角度、宽度及留底厚度符合图纸要求，倒角面光洁度，无明显颗粒物，倒角后吹灰，孔不能被粉尘堵塞，倒角面平滑过渡，无明显凹凸痕。

s211ipqc过程检验：检查板材标识、尺寸、倒角、外观等所有前道质量。

s212分板、除湿：每托板材标识准确清晰，任意一点含水率不得超过11.5%，板材无变形、掉块、破损等不良现象。

s213铺设检验：按《kits包装作业指导书》操作。

s214包装入库：按《kits包装作业指导书》操作，填写入库单。

所以，本领域技术人员可以得知的是：

本发明中的风力发电机叶片腹板巴沙木芯材，由于在芯材的上表面和下表面分别进行了涂胶操作，且控制涂胶层的克重为13g/面，这样可以有效防止树脂渗入到芯材内部，而且由于巴沙木容易吸水，从而导致重量增加，影响树脂的固化以及夹心材料和面板的粘结，所以在芯材的上表面和下表面喷涂胶层，并将胶层的质量控制为13g/面，一方面可以有效降低芯材的吸湿率，另一方面，不会增加芯材的质量，同时也可以有效控制成本。再加上本发明中的制备方法中设置了三次湿度检测，进一步降低了芯材在制备过程中的吸湿可能性，降低了芯材运行过程中被封闭在内的细菌等腐蚀的风险，从而有效克服巴沙木芯材的不足。

由于巴沙木芯材对树脂的吸收量几乎可以忽略不计，所以本发明中通过浅槽和深槽的开设位置以及尺寸设置，增加了后续树脂灌装过程中树脂的流通通道，从而有效提高了树脂灌装效率，本发明中的树脂灌装效率相比传统的单向浅槽和深槽的结构设置，灌装时间减少了34.5%，由于本发明中通过浅槽和深槽以及打孔的方式和位置的限定，提高了浅槽、深槽和孔的质量，树脂流动通道的增加，使得树脂充填时间明显加快。

本发明中通过在浅槽打孔深槽之后增加成品检验，确保了开槽打孔的质量，槽位置符合要求（如上下两面对齐开浅槽，则上下槽错开不超过2mm），孔必须完全打通，形成通孔；漏孔现象不超过8个/张板，且每张板上不得有相邻3个漏孔，孔位置符合要求（如要求在浅槽交叉点，则偏离不超过5mm，且必须在槽内），槽位置符合要求（如深浅槽不得重合，槽向无歪斜、交叉），外观：无材料本身的不良、开槽不良（如浅槽局部过浅、槽偏等现象）、油污、破损、板材开槽后无断裂、掉块等不良现象等，从而显著提高制备效率，提高芯材的质量，为后续操作提高保证，不做无用功，在倒角后增加ipqc过程检验，检查板材标识、尺寸、倒角、外观等所有前道质量，进一步确保了生产质量，从而有效增加产品的合格率，在分板除湿后增加铺设检验，确保了发货的精度，避免出现错误包装。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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