陳彥航焦點新聞熱搜

摘　要：主要闡述了目前風力發電機葉片中主要采用的復合材料，即玻璃纖維、環氧樹脂、膠粘劑和PVC芯材；同時對不同材料在葉片中所占的比重和成本比例進行了分析和研究。提出了未來風機葉片主體材料的研發任重道遠。
關鍵詞：風機葉片；玻璃纖維；環氧樹脂；PVC芯材

　　風能是一種無污染的可再生能源，它取之不盡，用之不竭，分布廣泛。隨著人類對生態環境的要求和能源的需要，風能的開發日益受到重視，風力發電將成為21世紀大規模開發的一種可再生清潔能源。風力機是將風的動能轉換為另一種形式能的旋轉機械。而風機葉片是決定風力發電機轉化效率的部件。因此，風機葉片的質量、結構、氣動效率等直接影響風機的輸出功率。

1　風機葉片主體材料

　　制造葉片的理想材料要綜合必需的結構特性，在低成本及形成期望的翼型形狀的能力下具有很高的強度同重量比率、疲勞壽命和剛度 。因此，風機的葉片主要用玻璃纖維GRP制造，新近也用碳纖維強化的復合材料CFRP粘壓成型，兆瓦級風機的葉片都是用復合材料制造的。在本文中將主要介紹兆瓦級風機葉片中的四種主體材料，分別為復合材料中的玻璃纖維、環氧樹脂、PVC芯材和膠粘劑。
1.1　玻璃纖維
　　玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾米個微米，相當于一根頭發絲的1／20～1／5，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。在風機葉片中主要采用單絲直徑在17 m左右的玻璃纖維絲。
　　按玻璃成分，可分為無堿、耐化學、高堿、中堿、高強度、高彈性模量和抗堿玻璃纖維等。無堿玻璃也叫E玻璃，目前風機葉片中常用的玻璃纖維主要就是E玻璃紗線，模量在76 GPa以上。符合要求的紗線主要有OCV的SE1500、PPG的2026、巨石的E6以及重慶國際的ECT。隨著葉片長度的增加，玻璃纖維模量的要求越來越高，新型的高模量紗線隨即問世，主要體現在OCV的H―glass、重慶國際的TM和浙江巨石的E7。目前在大功率葉片上成功使用的主要是H―glass和TM，葉片均通過德國DEWI―OCC靜態和模態測試。除疲勞測試以外，此紗線符合葉片設計要求。
1.2　環氧樹脂
　　環氧樹脂是指含有兩個或兩個以上環氧基團，以脂肪族、脂環族或芳香族等有機化合物為骨架，并能通過環氧基團反應形成有用的熱固性產物的高分子低聚體，它的固化交聯反應是通過固化劑來完成的，變為交聯的體型結構以后，才能顯示其固有的優良性能 。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特征，環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。
　　而兆瓦級風機葉片目前采用的工藝主要是真空灌注工藝，因此，對樹脂的混合粘度有很高的要求，一般室溫下在200～300 mPa・S為佳，同時凝膠時間需要符合工藝要求：如果時間太長，不能滿足生產效率要求；如果時間太短，則不能完成整個真空灌注工藝。目前比較具有代表性的環氧灌注樹脂主要有：瀚森(Hexion)、亨斯邁(Huntsman)。
　　風機葉片中必須提到一種手糊樹脂，因為葉片需要修型、粘接部分區域，需要用到手糊樹脂。而手糊樹脂受員工操作水平、環境溫度等影響比較大。特別對可操作時間的要求很高，沒有一個固定的時間，此產品需要具有系列化的固化劑來調整操作時間。除進口以外，國產惠利樹脂比較理想，無論是性能參數還是工藝條件均能滿足手糊工藝要求。
1.3　PVC芯材
　　葉片蒙皮主要采用三明治結構在不增加重量的前提下增加葉片的剛度。因此，在整個葉片中，使用到的PVC芯材量很大，PVC芯材的使用方式和質量好壞，直接決定葉片的疲勞性能。PVC芯材有不同的密度，一般在40～250 kg／m³之間任意選擇。而風機葉片選擇的密度范圍為55～65 kg／m³之間。
　　目前市場上提供的PVC泡沫比較雜亂，性能層次不齊，甚至有直接導致葉片產品報廢的事例。因此，選擇性能參數高，工藝穩定性強的PVC芯材是葉片廠家必須認真對待的事情，特別是海上風機葉片，無論是長度、性能要求還是售后維護方面，都是一個新的挑戰。目前比較可靠的芯材主要是戴鉑(Diab)生產的系列化PVC泡沫，質量穩定、性能參數均高于葉片設計值。
1.4　膠粘劑
　　風機葉片的膠粘劑主要是用來粘接葉片兩部分殼體的一種環氧類粘接劑。它在葉片中具有非常重要的作用，葉片的使用壽命和膠粘劑的性能、粘接強度和疲勞強度息息相關。
　　膠粘劑和環氧樹脂在性能上有很多的相似性，它們的反應機理相同。但環氧樹脂主要和玻璃纖維增強材料結合成玻璃鋼，而膠粘劑主要是在環氧樹脂中增加短玻纖、硅微粉或Al₂O₃等填充、改性材料而成。
　　膠粘劑目前都靠進口，但國產材料也在陸續的投入到葉片生產中，目前經測試符合要求的國產膠粘劑主要是北京天山研發的TS821／831。

2　主要材料的比重及成本比例

　　風機葉片中使用的材料除上述三種主體材料以外，還有金屬螺栓、涂料、金屬法蘭、電纜、金屬接閃器等。由于其它材料的比重很小，將不再一一闡述，我們將以某一種2.0 MW葉片為例，列出各種材料的所占比例，如表1所示。

　　從表1可以看出，玻璃纖維、環氧樹脂、PVC泡沫和膠粘劑占主體材料重量的94.38％，成本的89.1％。因此，四大主體材料的質量、價格都是決定風機葉片未來的走向。

3　結論

　　我國風能資源豐富，根據氣象局的資料，我國離地10米高的風能資源總儲量約為32.26億kW，可開發利用的風能儲量約10億kW。其中，陸地上風能儲量約2.53億kW(按陸地上離地10 m高度資料計算)，海上可開發和利用的風能儲量約7.5億kW。因此，風電開發才剛剛起步，未來的風電前景更廣闊。但是，作為風機配套產品的葉片，未來的發展道路任重而道遠，新型葉片的開發、材料的優化和國產化工作、性價比高的新型材料等，都將是制約和影響未來風機葉片發展的瓶頸。

透過上述文章的介紹

無論是碳纖維板材還是其他複合材料，產品的後加工品質，一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵

因為好的加工品質才能讓客戶的產品精細度更好

過去以量取勝的策略在現在的環境上，對於一般產品可能還適用～

但是對於精密產業與複合材料的廠商而言

「質大於量」這是不爭的事實

為了讓後加工的品質更上一層樓，切割機臺的選擇就非常重要

瑞士ZUND數位切割機為全球最頂尖數位切割機品牌，也是世界知名品牌指定合作的切割機臺

鋁板及發泡材質切割：

19mm厚度的發泡型PVC材質與3mm鋁合金材質皆可快速切割

皮革切割：

厚度為2mm的皮革材料，影片中切割速度為1000mm/s 在極短的時間內即可完成複雜的圖型切割

確實的完全切斷,輕鬆取下切割完成的部件

預浸布與碳纖維材料：

工程師於電腦前繪製出要切割圖形與各部件標示記號或料號
噴印標示完成後隨即進行外型切割作業

三層碳纖維編織乾布裁切：

碳纖維重量僅鋼鐵的五分之一，但強度卻是鐵的10倍
透過ZUND的高速切割系統與模組化刀具設備，裁切完成

蜂巢板切割：

蜂巢板是一種相當輕且透氣的材料，使用覆蓋一層塑膠布料在蜂巢板上幫助固定

ZUND切割機不僅可以穩定物件，銑刀模組更能讓確實完成銑切斷差製程

朝安科技協助您擁有四大服務

最完整的教育訓練：解析ZUND切割機所有設定
來自原廠專業訓練：100%傳授所有設定技巧
最快速的參數設定：針對不同材質不同參數完整複製
最完善客服機制：操作問題馬上替您解決

讓ZUND在臺灣的夥伴們想有最完整與專業的技術服務.

聯繫方式
公司地址： 臺中市豐原區三豐路二段549巷417號
營業時間： 星期一 - 星期五： 9AM - 5PM
聯繫電話： 04-25226221

zund碳纖維切割機，zundcarbon fiber切割機，zund玻璃纖維切割機，zundglass fiber切割機，zund預浸布切割機，zundprepreg切割機，zundpre-preg切割機，zund蜂巢板切割機，zundhoneycomb切割機，zund克維拉切割機，zundkevlar切割機，zund石墨切割機，zundgraphite切割機，zund光學壓克力切割機，zund光學擴散板切割機，zundacrylic 切割機，zundpc切割機，zundpe切割機，zundpvc切割機，zundpeek切割機，zund工程塑膠切割機，zundCFRP切割機，zundGFRP切割機，zundCFRTP切割機，zund熱塑板切割機，zund先進材料切割機，zund新進複合材料切割機，zund複合材料切割機，zundcomposite切割機，zund功能性織品切割機，zund功能性織布切割機，zund橡膠墊片切割機，zund皮革切割機，zundFpc軟性印刷電路板切割機，zund手機保護貼切割機，zund紡織布切割機，zund飛機零件切割機，zund防彈背心切割機，zund合成纖維切割機，zund凱夫拉纖維切割機，zund風力發電機風扇切割機，zund直升機螺旋槳切割機，zund汽車零件切割機，zund卡車篷布切割機，zund地毯切割機，zund遮雨棚切割機，zund熱氣球切割機，zund風帆切割機，zund木質框架切割機，zund海綿橡膠切割機，zund醫療器材切割機，zund濾心切割機，zund濾網切割機，zund高壓電塔零件切割機，zund滑鼠裝備切割機，zund皮帶切割機，zund皮革公事包切割機，zund皮手套切割機，zund皮鞋切割機，zund絲絨沙發切割機，zund皮靴切割機，zund皮夾克切割機，zund真皮座椅切割機，zund真皮座墊切割機，zund鞋底切割機，zund皮錢包切割機，zund半導體材料切割機，zund太陽能電板切割機，zund高溫超導材料切割機，zund絲綢切割機，zund塑料切割機，zund玻璃纖維樹脂複合材料切割機，zund碳纖維樹脂複合材料切割機，zund紡織pos架切割機，zund木質產品切割機，zund金屬雕刻切割機，zund標誌雕刻切割機

zund G3 L-2500-貼紙台中切割加工zund S3-1600-複合材料台中雷射切割雕刻代工zund XL-1200-木質產品台中雷射雕刻
玻璃鋼復合材料的建筑性能 zund G3 XL-3200-Keyboard foil台中雷射切割雕刻代工帶纏繞、帶鋪放成型應用過程中存在的問題 zund G3 M-2500-木板台中雷射切割雕刻代工我國玻璃鋼復合材料行業現狀 zundG3-Mat台中雷射雕刻