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中复碳芯_刘传瑞_拉挤大梁板降本增效解决方案.pdf

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1、拉挤大梁板降本增效解决方案汇报人：刘传瑞日期：2023年3月30日中复碳芯电缆科技有限公司Zhongfu Carbon Fiber Core Cable Technology Co.,Ltd.公司简介一拉挤板应用现状二拉挤板降本增效方案三第一部分：公司简介一、公司简介4中复碳芯电缆科技有限公司（简称”中复碳芯“）成立于2011年12月29日，是由中国复合材料集团有限公司等六家股东共同出资建立的专业生产复合材料拉挤制品及部件，主要涉及的领域有电力、风电、建筑、环保、医疗等行业高端复合材料拉挤制品的国家级高新技术企业。公司位于江苏省连云港市经济技术开发区，占地面积248

2、亩，在连云港设有四个生产基地，在酒泉、张家口分别设有分公司。公司拥有复合材料拉挤生产线近400条，适应于大梁板拉挤线307条，产能10万吨。一、公司简介5一、公司简介6玻纤大梁板碳纤大梁板预埋楔形条块接闪器系统碳玻混大梁板一、公司简介7GW 40.3 玻板应用开创产品2019年预埋楔形条国内最早批量生产2016年免脱膜布大梁板较早提出本体化学法的厂家聚氨酯玻纤大梁板2016年开始研发碳玻混大梁板玻包碳、碳包玻碳纤维大梁板2020年配合NORDEX其他卡槽、筋板内支撑、隔离环、拉挤辅梁公司同国内多所院校有产学研合作或技术交流。助力中复碳芯在拉挤复合材料领域，结构设计，材料优化，产品应用各环节不断

3、进步。此外，公司积极同风电主机厂、叶片厂联合开发叶片相关的拉挤复合材料产品。第二部分：拉挤板现状及需求9二、拉挤板现状及需求1、开发低成本普通高模纤维拉挤板材；2、开发免脱拉挤板材；3.开发高速拉挤板材；4.开发聚氨酯拉挤板材；5.开发碳玻混拉挤大梁应用大型叶片上。宏观层面3060碳达峰碳中和目标碳达峰碳中和目标叶片及主机厂商1、叶片厂及主机厂近两年大多处于亏损状态，降本需求增加；2、大梁板产能提高，客户议价空间增加，降本需求传递至大梁板厂家；3、叶片设计模量取值不同，需要不同模量等级的板材。1、保证年均新增装机5000万千瓦以上。2025年后，中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦，

4、到2030年至少达到8亿千瓦，到2060年至少达到30亿千瓦；2、风电补贴取消，机组大型化，叶片长度大幅增加。大梁板厂家第三部分：拉挤板降本增效方案11二、拉挤板降本增效方案提高纤维含量、用E7/E7+纤维替代E8纤维/碳玻混聚氨酯树脂免除脱模布提高管理水平、提升效率、提高拉挤速度优化厂房设备、提高设备、厂房利用率纤维树脂脱模布其他厂房设备拉挤大梁板1262.5GPa63GPa63.5GPa64GPa65GPa5052545658606264666870玻璃纤维-高模代替超高模13玻纤玻纤纱梳梳理纤维纱梳梳理纤维加热棒对加热棒对脱模布进脱模布进行除湿行除湿固化固化后固化后固化记米记米牵引牵引切

5、割切割收卷收卷玻纤玻纤/碳碳纤层含胶纤层含胶量控制量控制张力控制张力控制碳纤碳纤碳纤维-碳玻混杂拉挤大梁板14序号序号样品编样品编号号9090拉伸模量拉伸模量（GPaGPa）0 0拉伸模量拉伸模量（GPaGPa）0 0弯曲模量弯曲模量（GPaGPa）0 0弯曲强度弯曲强度（MPaMPa）0 0弯曲应变弯曲应变（%）#1玻包碳16.016.0105.19105.1968.368.3148614862.522.52#2碳包玻15.6915.69101.5101.5115.34115.34108110810.950.95玻包碳弯曲测试残样碳包玻弯曲测试残样两种型式碳玻混结构性能对比弯曲模量高弯曲模量

6、高，弯曲强度较低，弯曲强度较低，弯曲应变小，弯曲应变小，接近于纯碳板。接近于纯碳板。弯曲模量低，弯曲强度较高，弯弯曲模量低，弯曲强度较高，弯曲应变大，曲应变大，接近于接近于纯纯玻板。玻板。碳纤维-碳玻混杂拉挤大梁板15不同制样方式碳玻混0拉伸破坏形式双轴布与样进行一体灌注成型，加强片双轴布与样进行一体灌注成型，加强片与板材表面粘接较好，大部分样基本出现与板材表面粘接较好，大部分样基本出现中间碳纤维层爆裂破坏。中间碳纤维层爆裂破坏。一体灌注加强片结构胶粘贴加强片加强片与板材表面粘接较差，结构胶易出加强片与板材表面粘接较差，结构胶易出现涂覆不均匀，测试过程中易出现受力不均匀，现涂覆不均匀，测试

7、过程中易出现受力不均匀，大部分样基本出现抽芯破坏，测试结果失真。大部分样基本出现抽芯破坏，测试结果失真。碳纤维-碳玻混杂拉挤大梁板16疲劳M值S-N曲线相关系数拉拉疲劳21.64y=1391*x(-1/21.64)-0.975弯曲疲劳25.31y=1259*x(-1/25.31)-0.974压压疲劳55.55y=963*x(-1/55.55)-0.956玻包碳玻包碳-碳玻混拉挤板拉拉疲劳、弯曲疲劳碳玻混拉挤板拉拉疲劳、弯曲疲劳M M值均值均大于大于2 20 0，压压疲劳，压压疲劳M M值大于值大于5 50 0，且千万次疲劳应力，且千万次疲劳应力可以达到可以达到600MPa600MPa以上。以上

8、。碳纤维-碳玻混杂拉挤大梁板17树脂-聚氨酯大梁板18玻玻纤纤张力控制张力控制固固化化后固化后固化记记米米牵牵引引切切割割收收卷卷纤维浸渍纤维浸渍酸酐固化剂组份C均匀预混环氧树脂均匀混合其他组份350-450r/min3-5min800-1000r/min8-10min 免脱模拉挤在原工艺的基础上，去掉了脱模布以及其加热和导入装置，解决现有风电叶片大梁用拉挤板免脱模拉挤在原工艺的基础上，去掉了脱模布以及其加热和导入装置，解决现有风电叶片大梁用拉挤板材表面覆盖的脱模布易出现偏移、撕除时易残留和撕伤本体等质量问题，并且降低了脱模布本身成本、导入材表面覆盖的脱模布易出现偏移、撕除时易残留和撕伤本体等

9、质量问题，并且降低了脱模布本身成本、导入工装成本以及烘烤带来的能耗成本，同时板材表面保持着良好的粘接性能。工装成本以及烘烤带来的能耗成本，同时板材表面保持着良好的粘接性能。脱模布-免脱19010203极性高能表面-氢键结合灌注树脂对活性羟基高能表灌注树脂对活性羟基高能表面的浸润与吸附性。（主要）面的浸润与吸附性。（主要）化学反应-共价键结构未反应完残留基团与灌注树脂未反应完残留基团与灌注树脂化学反应性，共价键交联。化学反应性，共价键交联。（次要）（次要）微观缺陷-机械锚固灌注树脂往缺陷中渗透，固灌注树脂往缺陷中渗透，固化后械锚固作用。（次要）化后械锚固作用。（次要）免脱粘接作用机理脱模布-免脱

10、20温-湿度影响高温水浸泡一周常见油污污染人手接触、设备油污.自然风化影响自然存贮水汽影响常温水浸泡一周粉尘污染切割粉尘应用影响因素脱模布-免脱21长期储存对表面粘接性能的影响温-湿度对本体化学法方案无脱板材表面粘接性能影响灌注前5-10水浴（168h）1灌注后5-10水浴（168h）2灌注后855水浴（168h）357.8359.456.4953.49常温常湿灌注前5-灌注后5-灌注后层间剪切强度（板+布+板）（MPa）脱模布-免脱2257.8356.5656.7540.2356.0357.1654.9555.42类型 1类型 2类型 3类型 4类型 5类型 6类型 7类型 8层间剪切强度（

11、板+布+板）（MPa）类型类型1 1：未污染未污染类型类型2 2：护手霜类污染：护手霜类污染类型类型3 3：类型：类型2 2污染后纱布擦拭干净污染后纱布擦拭干净类型类型4 4：润滑剂、液压油、机油污染：润滑剂、液压油、机油污染类型类型5 5：类型：类型4 4污染后纱布擦拭干净污染后纱布擦拭干净类型类型6 6：类型：类型4 4污染后乙醇擦拭干净污染后乙醇擦拭干净类型类型7 7：粉尘污染：粉尘污染类型类型8 8：加内脱模剂：加内脱模剂表面污染对板材表面粘接性能的影响护手霜类污染护手霜类污染后纱布擦拭干净润滑剂、液压油、机油类油污污染油污污染后纱布擦拭干净油污污染后采用乙醇擦拭干净粉尘

12、污染脱模布-免脱23层剪断裂韧性层剪断裂韧性脱模布-免脱2490拼接弯曲疲劳0拉拉疲劳（倒角粘接）组合件疲劳性能样品编号加载力值（T）应变大小（%）位移（mm）阶段循环次数（万次）破坏状态1#3T3100450-35无明显破坏1#3T31004535-70无明显破坏1#3T31004570-100无明显破坏1#4T400058100无明显破坏样品编号加载力值（T）应变大小（%）位移（mm）阶段循环次数（万次）破坏状态2#3.4T3100500-35无明显破坏2#3.1T31005235-70无明显破坏2#3.1T31004770-100无明显破坏样品编号加载力值（T）应变大小（%）位移（mm）

13、阶段循环次数（万次）破坏状态3#3.5T3100540-35无明显破坏3#3.6T31005335-70无明显破坏3#3.5T31005370-100无明显破坏部件级弯曲疲劳性能脱模布-免脱25拉挤速度600mm/min；纤维含量84-85%拉挤速度600-800mm/min；纤维含量84-85%拉挤速度600-800mm/min；纤维含量85%1、纱线张力更大，毛纱情况更严重，易出现断纱，堵纱，导纱工装要求更光洁；纱线预成型模具设备1、刮胶缝板内毛纱纱团增多，缝板内光洁度要求更高；2、纱线张力大，工装架要求刚度更高，抗变形能力要强；1、模具要求硬度更高更耐磨，光洁度更高；2、模腔压力更高，模

14、具更厚重，抗变形能力要强；1、设备台水平度，直线度要求更高；高速免脱与中速免脱拉挤的差异脱模布-免脱26脱模布-免脱14.9515.9714.4712.3615.9713.8613.6015.3415.6715.3115.89 15.73 15.86111213免脱板附着力-结构胶（MPa)7.369.4810.7810.281234免脱板附着力-灌注树脂（MPa)平均值15MPa平均值9.5MPa62.7360.4662.85 62.7862.0062.4162.9862.4659.1564.24免脱板材层间剪切（板+布+板，MPa)27减少板材损耗换脱模布时接头损耗减少质量缺陷到边距离、夹杂、撕伤、褶皱工艺简化脱模布烘烤、脱模布架等减少树脂损耗脱模布吸胶30%，6km-45kg减少脱模布成本数千元免脱模布的优点脱模布-免脱订单响应更快省去定制特定长度脱模布的时间其他专利CN104936768B28厂房设备-双模/多模提高场地、设备利用率感谢聆听

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