在風(fēng)機(jī)葉片側(cè)面x=125、250、375、500、625、750、875、1000mm等8個不同位置設(shè)置線注口,其中x是從葉片根部到注口前端的距離,且注射線長度均為125mm,注口位置見圖7。模擬過程中其它工藝條件與上例相同,得到不同注口位置的樹脂流動前峰位置如圖8所示,充模結(jié)束后模腔內(nèi)壓力分布情況見圖9。

從圖10中可以看出,當(dāng)x=500mm時,充模時間最短。觀察圖8可知,這是由于此時注口位于模具中心,注口到最后填充點(diǎn)之間的距離最短,樹脂的流程短,因此充模效率最高。如果工藝實(shí)施過程中希望提高生產(chǎn)效率,應(yīng)該考慮用側(cè)面線注射且最佳注口位置是x=500mm。
2.2.2 溢料口的選定
另外,在RTM工藝,確定溢料口也是十分關(guān)鍵的。為了保證樹脂在模腔內(nèi)順暢流動,并完全排出模腔內(nèi)的空氣,避免制品中形成干斑缺陷,應(yīng)該在模腔內(nèi)樹脂最后填充的位置及模腔中被樹脂包圍的邊角位置設(shè)置溢料口。傳統(tǒng)工藝中,通過實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)確定溢料口位置,既耗時成本又高。通過分析計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,即樹脂流暢分布情況,很容易找出樹脂的最后填充點(diǎn)的位置與流動前鋒發(fā)生融合的位置,為確定溢料口位置提借的科學(xué)直觀的手段。從圖8還可以看出,采用一系列不同位置的線注口,樹脂最后填充的位置及模腔內(nèi)被樹脂包圍的邊角位置位于1、2、3、三點(diǎn)處(1、2、3點(diǎn)的位置參見圖2)。圖9中顯示,充模結(jié)束時模腔內(nèi)壓力較低的區(qū)域也位于這幾處。為了保證樹脂在模腔內(nèi)順暢的流動,完全排出模腔內(nèi)的空氣,避免制品中形成于斑缺陷,應(yīng)該在這3個位置設(shè)置溢料口。
2.2.2工藝優(yōu)化結(jié)果及實(shí)際操作
經(jīng)分析確定最佳工藝方案為:注射形式為側(cè)面線注射;注口位置為x=500mm處;溢料口位置在圖2所示的1、2、3三點(diǎn)處。采用優(yōu)化的工藝方案進(jìn)行了風(fēng)機(jī)葉片的實(shí)際充模制造,得到了滿意的制件,且實(shí)際充模時間為2min左右,與模擬結(jié)果吻合得較好。此風(fēng)機(jī)葉片制件已經(jīng)用于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)上,目前性能良好。


3 結(jié) 論
通過RTM工藝計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng),對風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的RTM工藝進(jìn)行模擬分析。對葉片根部線注射以及側(cè)面線注射8個注口位置的充模過程進(jìn)行了模擬,比較了充模時間、分析了樹脂流動形態(tài)和模腔內(nèi)壓力分布以及溢料口位置,優(yōu)化出風(fēng)機(jī)葉片的最佳注射位置在側(cè)面距離葉片根部和尖部的工藝方案,并進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn),取得了良好的效果。通過RTM工藝模擬優(yōu)化,快速確定工藝方案,降低了研制周期以及研制成本,為成功制造風(fēng)機(jī)葉片奠定了基礎(chǔ)。