復(fù)合材料風(fēng)電葉片的發(fā)展現(xiàn)狀及若干問題的對策

張莉花 武淑要

國電聯(lián)合動力技術(shù)（保定）有限公司 河北保定 071000

風(fēng)電葉片是風(fēng)電部件中的重要組成部分，它的市場容量是比較大的，而且市場供需量比較確定，風(fēng)電葉片行業(yè)的發(fā)展正在面臨著機遇和挑戰(zhàn)，在復(fù)合材料等高新技術(shù)的研究下，風(fēng)電葉片的制作過程和過去相比發(fā)生了很大的變化，在材料以及技術(shù)等方面的應(yīng)用上需要從綜合方面進行考慮，并且對于如今的風(fēng)力發(fā)電來說，為了滿足發(fā)電效率的提升，風(fēng)機的尺寸有了一定的變化，這也就要求風(fēng)電葉片的直徑采取相應(yīng)的措施，對于葉片材料的強度和剛度等性能提出了更高的要求。

1 風(fēng)電葉片中的復(fù)合材料發(fā)展

1.1 復(fù)合材料的作用

為了保障風(fēng)電行業(yè)低成本高質(zhì)量的發(fā)展要求，在風(fēng)電葉片的制作過程中，需要從材料入手，開發(fā)和研究先進的技術(shù)，實現(xiàn)風(fēng)電葉片制作上的創(chuàng)新升級。近年來，風(fēng)電行業(yè)對于風(fēng)電葉片的直徑要求有著一定的提升，復(fù)合材料的應(yīng)用在其中有著重要的作用。實際上，復(fù)合材料是風(fēng)電葉片制作過程中的必需材料，它對于葉片整體性能的影響是非常大的，在未來的發(fā)展過程中，風(fēng)電行業(yè)還將實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，如何在保證質(zhì)量的同時，降低成本的投入，這也有賴于對復(fù)合材料的研究工作，加強新型材料的技術(shù)開發(fā)。

1.2 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)

對于如今風(fēng)電葉片制作中的復(fù)合材料來說，大多都是以碳纖維復(fù)合材料為主。碳纖維是由碳元素組成的纖維結(jié)構(gòu)，它具有耐高溫、耐腐蝕等高級性能，經(jīng)過穩(wěn)定氧化處理后，也可以實現(xiàn)與其他元素的有效融合，它是一種新型的高新材料，抗拉強度是鋼的7到9倍，而且強度密度比也在材料中占據(jù)著領(lǐng)先地位，通過碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)在性能以及效率等方面的提升。

2 復(fù)合材料風(fēng)電葉片發(fā)展中的問題

2.1 技術(shù)創(chuàng)新存在瓶頸

對于現(xiàn)階段來說，復(fù)合材料風(fēng)電葉片在技術(shù)創(chuàng)新上存在一定的瓶頸，這主要是由于碳纖維在發(fā)展過程中如何實現(xiàn)材料上的擴張和創(chuàng)新，從我國本身的材料發(fā)展來看，許多新型材料都依靠于國外產(chǎn)品的提供，如何盡快發(fā)展具有成本競爭力的碳纖維研發(fā)技術(shù)是當(dāng)前許多材料企業(yè)的重中之重。其次，在風(fēng)機大規(guī)模的發(fā)展趨勢下，提高復(fù)合材料生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本是發(fā)展過程中的必經(jīng)之路，行業(yè)在發(fā)展過程中如何推動復(fù)合材料攻克技術(shù)創(chuàng)新上的難關(guān)，保障復(fù)合材料在應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性和連續(xù)性，這是有關(guān)人員應(yīng)該注意的問題。

2.2 材料模具的問題

對于碳纖維這類在風(fēng)電葉片制作過程中應(yīng)用到的復(fù)合材料來說，它們在制作的過程中應(yīng)該盡可能提高材料的利用率，這與材料模具的尺寸和形狀有著密切的關(guān)系?，F(xiàn)如今來說，風(fēng)機的發(fā)展是非?？焖俚模L(fēng)電葉片的直徑也沒有相應(yīng)的固定性，在復(fù)合材料的應(yīng)用過程中，它的模具由于零件材料選材不當(dāng)，或者沒有經(jīng)過精確的提煉，可能會存在熱處理隱患，對于材料本身也有著一定的損耗。另一方面來說，是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計上的問題，在尺寸以及沖模等方面存在一定的誤差，有的模具表面粗糙值過大，這對于提高復(fù)合材料的利用率來說有著一定的限制。

2.3 葉片的材料固化和運輸問題

在復(fù)合材料風(fēng)電葉片的制作過程中，由于復(fù)合材料本身是不具備固化功能的，需要在完成脫模等工作后進行具體的固化處理，但是有些企業(yè)在固化的過程中沒有從綜合方面進行考慮，對于固化方式的選擇過于單一，有的在光照條件下可能會對復(fù)合材料的性能造成影響。另一方面，對風(fēng)電葉片的運輸過程來說，它的運輸成本是非常高的，而且一般來說可能會由于安全管理等工作的不到位引發(fā)一些質(zhì)量問題，如何從葉片的長途運輸上降低成本投入，進行安全保障，這是企業(yè)應(yīng)該注意的問題。

3 加強復(fù)合材料風(fēng)電葉片發(fā)展的措施

3.1 加大技術(shù)研究和投資力度

在復(fù)合材料風(fēng)電葉片的發(fā)展過程中，有關(guān)人員需要從成本、技術(shù)等方面進行綜合考慮，尤其是在風(fēng)機市場規(guī)模擴大的基礎(chǔ)上，為了保障企業(yè)的經(jīng)濟效益，需要從風(fēng)電葉片的復(fù)合材料上入手，擴大現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)保障，盡量減少對國外產(chǎn)品的引進，尋求可以替代的產(chǎn)品，增強碳纖維等復(fù)合材料的生產(chǎn)效率。另一方面來說，在復(fù)合材料風(fēng)電葉片技術(shù)研究的過程中，還應(yīng)該增強碳纖維中的乙烯基樹脂，滿足材料的抗疲勞特性，在符合指標(biāo)要求的基礎(chǔ)上降低成本。此外，采用熱塑性復(fù)合材料還可以順應(yīng)發(fā)展過程中的環(huán)保要求，實現(xiàn)材料的可再生發(fā)展。

3.2 優(yōu)化現(xiàn)有的材料模具

在復(fù)合材料風(fēng)電葉片的發(fā)展過程中，有關(guān)人員為了提高資源的利用率，減少這方面的浪費，需要對制作過程中的材料模具進行相應(yīng)的優(yōu)化，保證它的尺寸以及形狀符合風(fēng)機葉片的應(yīng)用要求。首先，應(yīng)該加強在數(shù)據(jù)上的精確程度，滿足模具材料的優(yōu)選原則，定期對模具進行清理等工作。另外，在模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，要保證沖模結(jié)構(gòu)的合理性，避免出料口出材料的堆積，減輕在使用過程中的荷載，從多個角度上對制模工藝進行完善，提高它的潤滑效果。

3.3 優(yōu)化葉片固化和運輸過程

在復(fù)合材料風(fēng)電葉片的固化過程中，應(yīng)該保證固化過程的多樣性，根據(jù)制作環(huán)境以及風(fēng)電葉片需求進行合理的選擇，對光照時間等外界因素進行嚴(yán)格的控制。在葉片的運輸過程中，可以考慮采用組合模具來制造葉片，即把風(fēng)電葉片成型模具設(shè)計成可拆裝、易運輸?shù)慕M合模具，從而減輕運輸壓力。

4 結(jié)語

綜上所述，在風(fēng)機快速發(fā)展的進程中，風(fēng)電葉片的需求量也有所提升，為了保證企業(yè)效益，需要對復(fù)合材料的應(yīng)用進行分析，加大對復(fù)合材料相關(guān)技術(shù)的研究力度，優(yōu)化材料模具和葉片的固化及運輸過程，從而降低復(fù)合材料風(fēng)電葉片的制作成本。