灌注工藝：標準系統(tǒng)和巴斯夫產(chǎn)品的比較

        最適合的復合材料          
　　然而，葉片的長度極限并不是由材料決定的，其本質原因還是經(jīng)濟方面的，因為風機的盈利能力只能隨著葉片直徑增加到有限的程度。大型風機固然效率更高，但運輸和安裝成本也更昂貴，因此其盈利能力受到許多因素的影響，這些因素對于葉片的制造非常重要。 
　　為解決風能行業(yè)面臨的這些挑戰(zhàn)，德國巴斯夫公司最近開發(fā)了一種專門用于大型風機葉片制造的環(huán)氧樹脂系統(tǒng)，并通過了德國勞氏船級社（GL）的認證。一個由固化劑、加速劑和添加劑組成的商標為Baxxodur的系統(tǒng)，可以使這些環(huán)氧樹脂得到高質量的加工。 
　　在歐洲，海上風電的發(fā)展在許多國家占有重要地位。德國波恩的歐洲風能協(xié)會（EWEA）在關于海上風電的報告中預測，到2020年，發(fā)電能力達到20-40 GW的海上風場將接入輸電網(wǎng)。 
　　“我們預計2014年海上風電新增裝機容量將達到4200 MW。”西門子風電集團CEO Andreas Nauen說。該公司在2007和2008年獲得了最多的海上裝機合同。          
　　在此背景下，材料供應商面臨的挑戰(zhàn)非常明顯，特別是葉片制造行業(yè)的供應商。對于跨度超過100米的風機，傳統(tǒng)的聚酯樹脂基復合材料逐漸被彈性更好 的纖維增強環(huán)氧樹脂基材料取代。巴斯夫最新開發(fā)的環(huán)氧樹脂系統(tǒng)一方面可用于大型葉片的長時間生產(chǎn)工藝中，另一方面可以縮短固化時間，縮短周期長度。單支葉片的周期長度可縮短30%左右。 
　　即使是40米長的葉片，也要承受巨大的壓力。葉片邊緣的重量載荷可達70 kN左右（相當于5輛大眾高爾夫車的重量），其轉速取決于向外的離心力，特別是作用在切線方向上的風力（取決與風速），而這一切會在葉片根部產(chǎn)生大約6000 kNm（相當于11輛大眾高爾夫作用在葉片尖端的重力）的彎矩。
　　為了滿足這些需求，制造商主要采用環(huán)氧樹脂系統(tǒng)和玻纖氈用于結構的增強。這些增強層不是編織在一起的，而是一層接一層的疊放在一起，或采用多層材料。在這一領域，碳纖維也有應用，但由于其價格昂貴，產(chǎn)量又少，用量并不多；而其他纖維材料（芳綸纖維或玄武巖纖維）還沒有應用。 

固化：標準系統(tǒng)和巴斯夫產(chǎn)品的比較

　　在大型葉片的制造中，纖維或纖維氈首先用兩種液態(tài)成分——樹脂和固化劑——浸漬，這兩種成分在模具中受熱后會發(fā)生反應，形成一種非常堅固的聚合物。由基體和纖維組成的這種系統(tǒng)會形成一種纖維復合材料，為葉片提供必要的機械穩(wěn)定性。 
　　灌注工藝          
　　樹脂浸漬主要有四種方法。在層壓工藝中，采用人工浸漬法將干性纖維氈浸入環(huán)氧樹脂系統(tǒng)中。在灌注工藝中，采用真空法將環(huán)氧樹脂吸到模具內的干性纖維氈內。第三種方法是將纖維氈在模具外預先浸漬，使其半固化，再將半硬質的材料鋪放到模具中進行最終的固化（預浸漬技術）。對于又長又圓的部件，預浸漬的纖維在固化前被纏繞到模具上，然后采用熱固化方法固化（纖維纏繞技術）。 
　　以上四種方法通常都可以制造風機的主要結構部件，其中包括厚重的多層葉根（將壓力傳送到輪轂）和內部結構加強筋，它們承受著作用在整個葉片長度上的大部分壓力。第三種部件是中空葉片的外層，它實現(xiàn)了葉片的空氣動力學功能，采用澆注或粘結法固定在葉根和內部結構上。 
　　 用于風能行業(yè)的新型灌注系統(tǒng)有兩部分組成 ：樹脂和固化劑。胺類化合物通常被用作固化劑，因為它們能夠很好地滿足葉片的機械穩(wěn)定性和加工性能需求。