1、復合材料風機葉片是風力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵動部件，直接影響著整個系統(tǒng)的性能，并要具有長期在戶外自然環(huán)境條件下使用的耐候性和合理的價格。因此，葉片的材料、設(shè)計和制造質(zhì)量水平十分重要，被視為風力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)水平代表。影響風機葉片相關(guān)性能的因素主要有原材料、風機葉片設(shè)計及葉片的制造工藝三種。一風機葉片的原料目前的風力發(fā)電機葉片基本上是由聚酯樹脂、乙烯基樹脂和環(huán)氧樹脂等熱固性基體樹脂與E－玻璃纖維、S－玻璃纖維、碳纖維等增強材料，通過手工

2、鋪放或樹脂注入等成型工藝復合而成。對于同一種基體樹脂來講，采用玻璃纖維增強的復合材料制造的葉片的強度和剛度的性能要差于采用碳纖維增強的復合材料制造的葉片的性能。但是，碳纖維的價格目前是玻璃纖維的10左右。由于價格的因素，目前的葉片制造采用的增強材料主要以玻璃纖維為主。隨著葉片長度不斷增加，葉片對增強材料的強度和剛性等性能也提出了新的要求，玻璃纖維在大型復合材料葉片制造中逐漸出現(xiàn)性能方面的不足。為了保證葉片能夠安全的承擔風溫度等外界載荷，

3、風機葉片可以采用玻璃纖維碳纖維混雜復合材料結(jié)構(gòu)，尤其是在翼緣等對材料強度和剛度要求較高的部位，則使用碳纖維作為增強材料。這樣，不僅可以提高葉片的承載能力，由于碳纖維具有導電性，也可以有效地避免雷擊對葉片造成的損傷。風電機組在工作過程中，風機葉片要承受強大的風載荷、氣體沖刷、砂石粒子沖擊、紫外線照射等外界的作用。為了提高復合材料葉片的承擔載荷、耐腐蝕和耐沖刷等性能，必須對樹脂基體系統(tǒng)進行精心設(shè)計和改進，采用性能優(yōu)異的環(huán)氧樹脂代替不飽和聚酯

4、樹脂，改善玻璃纖維樹脂界面的粘結(jié)性能，提高葉片的承載能力，擴大玻璃纖維在大型葉片中的應用范圍。同時，為了提高復合材料葉片在惡劣工作環(huán)境中長期使用性能，可以采用耐紫外線輻射的新型環(huán)氧樹脂系統(tǒng)。二風機葉片的設(shè)計以最小的葉片重量獲得最大的葉片面積，使得葉片具有更高的捕風能力，葉片的優(yōu)化設(shè)計顯得十分重要，尤其是符合空氣動力學要求的大型復合材料葉片的最佳外形設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要性尤為突出，它是實現(xiàn)葉片的材料工藝有效結(jié)合的軟件支撐。另外，計算機

5、仿真技術(shù)的應用也使得葉片的結(jié)構(gòu)與層合板三風機葉片的制造工藝隨著風力發(fā)電機功率的不斷提高，安裝發(fā)電機的塔座和捕捉風能的復合材料葉片做的越來越大。為了保證發(fā)電機運行平穩(wěn)和塔座安全，不僅要求葉片的質(zhì)量輕也要求葉片的質(zhì)量分布必須均勻、外形尺寸精度控制準確、長期使用性能可靠。若要滿足上述要求，需要相應的成型工藝來保證。傳統(tǒng)復合材料風力發(fā)電機葉片多采用手糊工藝（HLayup）制造。手糊工藝的主要特點在于手工操作、開模成型（成型工藝中樹脂和增強纖維需

6、完全暴露于操作者和環(huán)境中）、生產(chǎn)效率低以及樹脂固化程度（樹脂的化學反應程度）往往偏低，適合產(chǎn)品批量較小、質(zhì)量均勻性要求較低復合材料制品的生產(chǎn)。因此手糊工藝生產(chǎn)風機葉片的主要缺點是產(chǎn)品質(zhì)量對工人的操作熟練程度及環(huán)境條件依賴性較大，生產(chǎn)效率低和產(chǎn)品的而且產(chǎn)品質(zhì)量均勻性波動較大，產(chǎn)品的動靜平衡保證性差，廢品率較高。特別是對高性能的復雜氣動外型和夾芯結(jié)構(gòu)葉片，還往往需要粘接等二次加工，粘接工藝需要粘接平臺或型架以確保粘接面的貼合，生產(chǎn)工藝更加復

7、雜和困難。手糊工藝制造的風力發(fā)電機葉片在使用過程中出現(xiàn)問題往往是由于工藝過程中的含膠量不均勻、纖維樹脂浸潤不良及固化不完全等引起的裂紋、斷裂和葉片變形等。此外，手糊工藝往往還會伴有大量有害物質(zhì)和溶劑的釋放，有一定的環(huán)境污染問題。因此，目前國外的高質(zhì)量復合材料風機葉片往往采用RIM、RTM、纏繞及預浸料熱壓工藝制造。其中RIM工藝投資較大，適宜中小尺寸風機葉片的大批量生產(chǎn)（50000片年）；RTM工藝適宜中小尺寸風機葉片的中等批量生產(chǎn)（5