1Hexcel产品风电叶片领域应用概述
随着人口的持续增长,人们正在大力推动使用风能等可再生能源取代化石燃料,风能是一种无限资源,对环境的影响小。25 年来,Hexcel公司凭借其在复合材料、工艺改进以及环保生产工艺方面的卓越技术,为风力涡轮机生产提供支持。
风力涡轮机将风能转化为机械能,机械能又被送入发电机,发电机与电网相连,为家庭和企业供电。这些涡轮机并不小,风力涡轮机的叶片可以伸展到241英尺长,相当于美国足球场长度的三分之二。这些涡轮机必须在各种天气下运行数十年,因此它们必须足够坚固,能够在保持佳性能的同时应对环境影响。这就需要创新的复合材料来建造大部分涡轮叶片。

20 多年来,Hexcel提供了轻质、长期、经验证的玻璃纤维和碳纤维增强环氧树脂复合材料,因其具有高抗疲劳性,可用于建造这些大型高效叶片。Hexcel公司专门从事碳纤维、非卷曲织物、纤维增强材料、预浸料、包括拉挤成型元件的层压板和聚氨酯的开发和制造。Hexcel在科罗拉多州温莎和天津设立了预浸料制造厂,以生产风机叶片预浸料,这对奥地利纽马克特的现有工厂进行了很好补充,该工厂在20世纪90年代率先为Hexcel客户维斯塔斯生产风机叶片用玻璃预浸料。
2Hexcel公司风能应用的代表性产品
Hexcel量身定制的风能产品包括各种增强材料(单向、双轴或多轴编织物、织物和套件),浸渍有不同类型的热固性环氧树脂,并以不同的宽度和长度实现工业规模上生产。此外,可提供完全固化的玻璃纤维和碳纤维层压板,预成型并可用于制造不同长度和宽度的叶片。
提高制造过程效率的主要考虑因素之一是复合材料的固化温度。一些商用复合材料的高固化温度(在某些情况下大于212F)是一个主要缺点,因为放热固化反应释放了大量能量,导致复合材料零件内的温度升高。Hexcel已开发出HexPly?M79预浸料,该预浸料在158?F的低温下固化,固化时间更短,同时保持与传统固化复合材料相同的强度性能。这种放热反应较少,因此可以生产厚零件,而不会在固化时产生过热风险。
Hexcel 的 HiMax多轴向织物是一种出色的增强材料,它使风力涡轮机制造商能够加工多层单向纤维,每层纤维在一种织物中以不同的方向或轴线铺设。使用 E 玻璃纤维、高模量玻璃纤维和碳纤维的 HiMax? 无卷曲织物也可用于各种单向、双轴和三轴结构。HiMax? 织物在整个涡轮机中都有应用,从主要结构元件中使用的缝合碳纤维UDs,到用于叶片壳体和短舱的玻璃织物和混合材料。
Hexcel还推出了一系列用于风力涡轮机叶片和船舶的 HexPly? 表面处理预浸料和半浸料。这些产品在不使用模内涂层的情况下,提供了一个坚韧、耐用且易于上漆的表面,从而缩短了制造周期并降低了材料成本。HexPly?XF2(P)预浸料针对风叶进行了优化,具有可直接从模具上漆的表面,可节省至少两个小时的总制造周期时间。
Polyspeed拉挤成型碳纤维层压板是专为叶片结构中的承载元件开发的,采用聚氨酯基体制造,在刚度和耐久性方面提供卓越的机械性能。优化了叶片制造工艺,提高了生产能力。拉挤成型层压板以连续横截面的形式成卷供应。(作者钱鑫博士)