在更重視節(jié)約能源的今天,樹(shù)脂類(lèi)復(fù)合材料(以下稱(chēng)為FRP,通常也稱(chēng)為玻璃鋼)以其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn),在大型結(jié)構(gòu)部件上的應(yīng)用得到了急速的發(fā)展。在三菱重工的諸如風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件、成套設(shè)備部件等多種產(chǎn)品領(lǐng)域也同樣得到應(yīng)用。將FRP用于大型結(jié)構(gòu)部件時(shí),拉伸強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度等材料物性指標(biāo)與耐久性指標(biāo)自不必說(shuō),以高度的適產(chǎn)性(工藝性好、效率高—譯者注)制造出高質(zhì)量產(chǎn)品是一個(gè)大的課題。

FRP的成型方法有手工鋪層法、纏繞法、高壓釜法(預(yù)浸料成型法)、樹(shù)脂傳遞模塑法(RTM)等多種。本文介紹的是其中作為高質(zhì)量大型FRP結(jié)構(gòu)部件的制造法而備受矚目,也被用于三菱重工風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的VaRTM成型法(即真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑:Vacuum assisted Resin Transfer Molding)。
1、VaRTM成型法的特點(diǎn)
VaRTM成型法的特點(diǎn)如圖1所示。VaRTM成型法是指在成形型(成形模具—譯者注)上首先鋪設(shè)強(qiáng)化纖維基材(玻璃纖維或碳纖維等編織物),用塑料薄膜封閉后再抽成真空,然后將液狀樹(shù)脂注入,由負(fù)壓原理使其完全浸入纖維基材各處并使其硬(固)化。這種FRP的成型法也是PTM法的一種。為方便樹(shù)脂浸入(擴(kuò)散)及獲得較好的葉片表面,在強(qiáng)化纖維基材與成形型以及塑料薄膜之間分別使用了專(zhuān)用的網(wǎng)狀罩布和剝離罩布。
VaRTM成型法特點(diǎn)是:不需要諸如壓力釜等那樣龐大且復(fù)雜的設(shè)備,大型結(jié)構(gòu)部件可簡(jiǎn)單地一次成型以及有機(jī)溶劑的揮發(fā)量少,作業(yè)環(huán)境較好。與過(guò)去FRP結(jié)構(gòu)件常用的手工鋪層法相比,能夠?qū)崿F(xiàn)纖維含量高、氣孔率低,所以FRP的成型高質(zhì)量等等。
2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片