第四屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇（CWPC2018）于2018年3月30日上午在江蘇省阜寧縣天鵝湖大酒店隆重召開，來自海內(nèi)外的200多個(gè)企業(yè)、600多余位風(fēng)電行業(yè)、復(fù)材行業(yè)的精英參加了本屆盛會(huì)。上午的開幕式結(jié)束之后，高峰論壇分別設(shè)置了新材料、新技術(shù)專場(chǎng)，設(shè)計(jì)運(yùn)維優(yōu)化專場(chǎng)，新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)專場(chǎng)，技術(shù)工藝創(chuàng)新專場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)話專場(chǎng)等多個(gè)專場(chǎng)，將呈現(xiàn)大量精彩內(nèi)容。
上偉碳纖維復(fù)合材料有限公司洪金旭在新材料、新技術(shù)專場(chǎng)做了題為《不同工藝碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片主梁上應(yīng)用的對(duì)比分析》的演講。以下為演講內(nèi)容實(shí)錄：
我們是上緯集團(tuán)和臺(tái)塑集團(tuán)合作，主要產(chǎn)品有碳纖維復(fù)雜，主要用在風(fēng)力葉片和風(fēng)力大輪上。我們公司已經(jīng)成立二十多年，公司主要有三個(gè)事業(yè)部：上緯新材料主要是在環(huán)保材料和風(fēng)力葉片；二是上緯新能源，主要是海上風(fēng)場(chǎng)的開發(fā)和運(yùn)營；三是上緯碳纖維復(fù)合材料，主要是碳纖維復(fù)合材料。
另一位股東是臺(tái)塑公司，它可以提供各種規(guī)格的碳纖維。
一、SWANCOR碳纖維灌注樹脂解決方案
這里使用的是上緯新材料所開發(fā)的2515的灌注樹脂。相對(duì)傳統(tǒng)的灌注樹脂，上緯開發(fā)的灌注樹脂有更優(yōu)越的性能，（PPT圖示）這是灌注膠的力學(xué)性能表。
我們公司在2013年使用2515的樹脂，配合投后的2545的編織布進(jìn)行灌注，這和其他客戶拿到的關(guān)注力學(xué)性能。上緯新材料有專業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力，可以根據(jù)客戶和市場(chǎng)需求進(jìn)行樹脂開發(fā)。
二、碳纖維預(yù)浸料解決方案
介紹的是上緯高客重的預(yù)浸料的材料。我們具備預(yù)浸料開發(fā)和復(fù)合開發(fā)能力，客戶使用的時(shí)候不用再使用導(dǎo)氣網(wǎng)。
我要特別介紹上緯新材料公司引進(jìn)的印碼的絲料。因?yàn)閵A具可以防止試片的斷裂，可以提高壓縮成果，我們也很樂意協(xié)助客戶做一些測(cè)試，保證客戶得到準(zhǔn)確性能的產(chǎn)品值。
我們加入導(dǎo)氣網(wǎng)之后，導(dǎo)氣網(wǎng)恢復(fù)因?yàn)轭A(yù)浸料發(fā)生彎曲，但由于加入了碳纖維，所以90度的拉伸強(qiáng)度會(huì)得到明顯的提升。我們預(yù)浸料有兩種一個(gè)是85度兩小時(shí)的固化一種是120度的固化，我們通過驗(yàn)證，可以在測(cè)溫曲線上可以發(fā)生最熱的是在靠近模具的位置。
三、碳纖維拉擠板材
拉擠工藝主要是對(duì)纖維和樹脂供應(yīng)系統(tǒng)所處環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的溫度和濕度控制，使功德過程穩(wěn)定和不受環(huán)境因素影響，在夾槽會(huì)比較穩(wěn)定，不會(huì)受環(huán)境的影響。
接下來，整個(gè)生產(chǎn)過程是通過牽引設(shè)備履帶式牽引，經(jīng)過后面的后固化烘箱進(jìn)行完全的固化，最后通過完全的復(fù)合材料的數(shù)控控制可以得到數(shù)據(jù)。最后是通過收卷設(shè)備收卷起來便于客戶進(jìn)行使用。客戶拿到材料是放卷然后再切、打磨，初期客戶可能沒有這些設(shè)備，我們可以協(xié)助客戶做定廠的裁切和打磨，送到客戶端，客戶可以直接使用。
目前我們除了環(huán)氧系統(tǒng)之外，還有乙烯基的系統(tǒng)，除了碳纖維還有玻璃纖維的板材。
?。≒PT圖示）這是國外客戶的需求開發(fā)的波的板材，這是力學(xué)性能的樹脂表。由于玻板的性能比較好，但比較性能是相對(duì)比較差的。
?。≒PT圖示）這邊報(bào)告是碳板的部分，這是我們完成的第三方測(cè)試數(shù)據(jù)。包括了微型剪切、零度剪切、彎曲的數(shù)據(jù)。
除了針對(duì)碳板的力學(xué)性能測(cè)試還關(guān)注工藝。我們做了兩塊碳板對(duì)比之后的力學(xué)性能測(cè)試，對(duì)接之后90度拉伸強(qiáng)度是32，拉伸剪切、零度剪切等基本上力學(xué)性能還比較好，樣片破壞之后是承接碳板本身而不是對(duì)接的地方，可以說碳板可以有很好的承接結(jié)合結(jié)果。
?。≒PT圖示）這一頁是把關(guān)注后的碳板進(jìn)行拉疲勞測(cè)試。通過在兩個(gè)碳板之間加上導(dǎo)流的織物，通過碳板樹脂灌注之后，斜率是43.48，體現(xiàn)了碳纖維的優(yōu)質(zhì)性能。
四、不同工藝方案的對(duì)比分析
接下來我們不同的功能進(jìn)行對(duì)比。（PPT圖示）這是上半部分灌注工藝的部件可以看到上面有附樹脂區(qū)，下半部分展現(xiàn)出來是比較良好的均一性，但還是有一層一層的承接界面。因?yàn)樘祭w維戲曲之后，除了會(huì)讓模量下降，也會(huì)導(dǎo)致壓縮程度明顯的降低。有研究顯示說當(dāng)排布發(fā)生偏差之后，強(qiáng)度會(huì)明顯下降。從兩者可以看出，灌注量和纖維量需要很好的預(yù)制度，這樣才能還好的程度。
?。≒PT圖示）這是三種工藝的力學(xué)性能對(duì)比。從性能對(duì)比表可以看出，拉擠板有很好的強(qiáng)度，這主要是因?yàn)樗凶詈玫睦w維體積。
?。≒PT圖示）這一頁說明的是灌注工藝。要特別說明的是相對(duì)玻璃纖維的灌注，碳纖維有更好的工藝。這是預(yù)浸料的工藝更好，但它需要更高的溫度，所以需要更高的成本。經(jīng)過反復(fù)的摸索，我們公司已經(jīng)具備根據(jù)客戶定制的碳板灌注能力。可以用預(yù)制梁的方式和液體灌注。
（PPT圖示）這是成本的比較，我們只針對(duì)原材料的單位成本進(jìn)行比較，可以看出拉擠碳板有比較高的成本優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過一些和客戶討論，在56.8米的時(shí)候，成本是58.6，可以減少成本2噸以上，國外的技術(shù)可以減到4噸以上。
?。≒PT圖示）這是灌注、預(yù)浸料和拉擠板材的比較優(yōu)勢(shì)，我們認(rèn)為拉擠碳板比較有性能成本優(yōu)勢(shì)。
五、結(jié)論與展望
通過三種不同的成型工藝成的碳纖維符合的對(duì)比分析，拉擠碳板具有最高的力學(xué)強(qiáng)度和模量，材料的成本最比上也是拉擠碳板更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。這就需要整機(jī)廠、葉片廠和制造商一起合作。謝謝各位！
