2009-7-16 來源:中國(guó)質(zhì)量新聞網(wǎng)
關(guān)鍵詞：國(guó)際風(fēng)能展 風(fēng)機(jī)葉片
“以前國(guó)際上大型客機(jī)采用的材料都是以先進(jìn)鋁合金為主，復(fù)合材料為輔，但到了波音787時(shí)代，復(fù)合材料的使用出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，不僅數(shù)量激增，而且開始用于飛機(jī)的主承力構(gòu)件。在國(guó)際大趨勢(shì)的影響下，我國(guó)飛機(jī)制造領(lǐng)域復(fù)合材料的應(yīng)用也在逐漸增多。世界上主要的復(fù)合材料加工設(shè)備，中航技國(guó)際工貿(mào)公司基本上都進(jìn)行過采購(gòu)，如鋪帶機(jī)、預(yù)浸機(jī)、3D縫紉機(jī)等，但這些產(chǎn)品目前國(guó)內(nèi)都沒有生產(chǎn)。”
日前，中航技國(guó)際工貿(mào)有限公司經(jīng)理晏舟在分析國(guó)內(nèi)飛機(jī)制造領(lǐng)域復(fù)合材料加工設(shè)備現(xiàn)狀時(shí)指出，我國(guó)在飛機(jī)制造領(lǐng)域一個(gè)令人心痛的現(xiàn)實(shí)是復(fù)合材料加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家。知恥而后勇，在復(fù)合材料應(yīng)用的諸多領(lǐng)域內(nèi)，我國(guó)的工藝設(shè)備、加工能力如何？有哪些亮點(diǎn)，和國(guó)際上還有哪些差距？記者進(jìn)行了采訪。
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)：乘風(fēng)而起追趕世界一流
7月上旬，北京熱浪襲人。而北京國(guó)展展覽中心里舉行的的第六屆國(guó)際風(fēng)能展暨亞洲風(fēng)能設(shè)備展同樣熱潮涌動(dòng)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的復(fù)合材料葉片、風(fēng)電軸承、渦輪電機(jī)等成了展會(huì)中最有人氣的洽談項(xiàng)目。
“葉片是風(fēng)機(jī)設(shè)備的核心部件之一，從零部件價(jià)值量的角度來看，葉片的價(jià)值量最大，造價(jià)約占整個(gè)設(shè)備的25％；同時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)業(yè)是風(fēng)電機(jī)組部件中確定性較高、市場(chǎng)容量較大、盈利模式清晰的復(fù)合材料行業(yè)。”參展的浙江聯(lián)洋復(fù)合材料有限公司總經(jīng)理蔡正杰指出。
“當(dāng)前我國(guó)各風(fēng)電FRP（玻璃鋼）企業(yè)開發(fā)的兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)葉片、地面天線罩就是材料和結(jié)構(gòu)最完美的設(shè)計(jì)和制造。作為結(jié)構(gòu)材料最主要的是玻璃纖維，當(dāng)然，設(shè)計(jì)及工藝選擇也非常重要。大型風(fēng)機(jī)葉片，不僅是在追求材料的輕質(zhì)高強(qiáng)，而是將玻纖材料編織成工程織物來滿足葉片的力學(xué)性能，真正體現(xiàn)FRP材料的自身價(jià)值。”中國(guó)不飽和聚酯樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)趙鴻漢秘書長(zhǎng)說。
趙鴻漢指出，復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵動(dòng)力部件，直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能，因此葉片的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量水平十分重要，被視為風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)水平代表。
據(jù)了解，傳統(tǒng)復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片多采用手糊工藝制造。手糊工藝的主要特點(diǎn)在于手工操作、開模成型（成型工藝中樹脂和增強(qiáng)纖維需完全暴露于操作環(huán)境中）、生產(chǎn)效率低，樹脂固化程度（樹脂的化學(xué)反應(yīng)程度）往往偏低，適合產(chǎn)品批量較小、質(zhì)量均勻性要求較低的復(fù)合材料制品的生產(chǎn)。
手糊工藝制造的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片在使用過程中，往往由于工藝過程中的含膠量不均勻、纖維/樹脂浸潤(rùn)不良及固化不完全等，引發(fā)裂紋、斷裂和葉片變形等問題。
“因此，目前越來越多的企業(yè)開始放棄手糊工藝，開始使用真空灌注工藝，此工藝適宜大型風(fēng)機(jī)葉片批量生產(chǎn)。”中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)一位負(fù)責(zé)人表示。
與手糊工藝相比，真空灌注工藝不但節(jié)約了黏接工藝的各種工裝設(shè)備，而且節(jié)約了工作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)由于采用了低黏度樹脂浸潤(rùn)纖維以及采用加溫固化工藝，大大提高了復(fù)合材料質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前，國(guó)內(nèi)許多大型葉片制造商均已采用真空灌注工藝。
除了在加工工藝上努力向國(guó)際看齊，國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)葉片企業(yè)還需要在技術(shù)創(chuàng)新、檢測(cè)設(shè)備等方面不斷提高。趙鴻漢認(rèn)為，就國(guó)內(nèi)而言，中航惠騰風(fēng)電設(shè)備有限公司為國(guó)內(nèi)葉片最大制造企業(yè)，是國(guó)內(nèi)唯一的自主技術(shù)、自行研發(fā)聚脂基FRP葉片的企業(yè)。惠騰葉片技術(shù)主要特點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)阻尼專利（降低振動(dòng)）、葉尖專有技術(shù)（提供氣動(dòng)性能降低噪音）、鏡面模具技術(shù)、快速常溫固化技術(shù)、高精度平衡技術(shù)、高精度葉根定位技術(shù)等。以1.5兆瓦、6噸重的葉片為例，每支重量誤差在1公斤以下，重心偏差不超過10毫米。因此，其啟動(dòng)風(fēng)速只需2.6米/秒，發(fā)電風(fēng)速為3米秒。該公司目前達(dá)到1.5兆瓦葉片1000套的產(chǎn)能，并于2008年開發(fā)了2兆瓦葉片。