自動裁布工藝在風電葉片行業的應用與研究

康楠 （天津東汽風電葉片工程有限公司 天津300456）

自動裁布工藝在風電葉片行業的應用與研究

康楠 （天津東汽風電葉片工程有限公司 天津300456）

對自動裁布工藝在實際投用過程中遇到的布匹縮短問題進行解析，提出了相應的解決辦法（按一定比例縮放版圖），并結合風電葉片設計要求對整改結果進行驗證，掌握了對于不同廠家、不同類型織物的調試規律，并給出了該工藝在推行中排版、采購等方面的建議，對于企業降本增效具有較高的使用價值。

材料加工工程 自動裁剪 變形 排版

0 引言

隨著風力發電行業的發展，市場競爭日趨激烈，如何更合理地降本增效已日益成為各風電行業廠家追求的目標。其中，提高布匹的整體利用率及減少玻璃纖維織物的現場二次裁剪量作為重要的指標得到了各企業的重視，并通過采取各種方法取得了明顯的成效。自動裁布工藝以其高效、精確等優點已逐步得到了推廣與應用。

1 自動裁剪機工作原理

自動裁布工藝主要通過自動裁剪機床來實現。之前，該類機床主要應用于服裝行業，近期才逐步被應用到風電葉片領域。

自動裁剪機床工作原理主要是按照工藝要求將裁片按1∶1在AutoCAD中進行繪制，同時在定長定寬的卷軸上對樣片進行排列組合。在排版的過程中，需注意的是樣片的配套性，否則會造成不必要的浪費（布匹的損耗、刀具的磨損）。因此，不可片面的追求布匹利用率；同時，應根據產品設計及偏差要求，對排版圖中的樣片尺寸進行調整，以實現布匹利用的最大化。

需要指出的是，為了更好地吻合葉片在空中運行的姿態、利于載荷傳導，對于紗線方向進行了嚴格要求，即要與葉片軸線方向成一定的角度。這也就決定了一些排版圖中間隙得不到很好利用，只能作廢或用于隔板等小件的制作。

2 試驗過程

2.1 玻璃纖維布裁剪中遇到的問題描述

在玻璃纖維布裁剪過程中出現的主要問題如下：

①纖維布存在較大軸向負偏差，且情況較為普遍，現場通過布匹搭接進行缺陷彌補；

②裁剪量主要集中于模具法蘭邊（局部），為設計的搭接余量較大所致，說明樣片在裁減后寬度變化較??；

③因工序安排不合理，存在較嚴重的毛邊、數量缺失、標識混亂等情況。

其中，②③項問題可通過優化版圖、規范操作予以解決；鑒于纖維織物多次搭接會造成葉片疲勞、強度減小，進而影響產品壽命，需及時專項解決。

2.2 版圖比例縮放試驗

通過現場觀察及尺寸測量，發現布匹尺寸不足主要由兩向布變形所致，且產品變形主要產生于裁剪過程及布匹靜置兩道工序。根據如上判斷，調整了相應設備參數：將裁割程序在長度方向上進行1.5%的拉伸。試驗中，測量了裁剪過程以及靜置一天后同一個樣片的尺寸情況，數據見表1：

表1 放大裁切比例后尺寸情況

由上表可以看出，通過放大裁割比例（長度方向），布匹最終長度可以滿足生產需要。各樣片產生的變形量間的差異為布匹編織線張力不一所致。

為觀察裁剪后紗線方向的改變情況，使用等腰直角三角形的紙質樣板對裁剪后的布匹進行了校驗，如圖1所示。

可看出機裁工藝對于紗線的編織方向影響不大，滿足設計要求。

2.3 工藝改進效果

通過以上工藝改進，根據自動裁剪機床的工作原理，參照風電葉片設計文件要求，對某型號風電葉片所用纖維織物進行了初次排版：共計416個樣片，35個排版圖，布匹整體利用率約96.45%。試驗現場裁剪的廢布平均重量為71.5 kg，較之前手工裁剪（300余kg）有較大進步。

3 結論和建議

通過工藝試驗及排版圖的調整，已基本掌握自動裁剪工藝在風電葉片制造行業的應用方法，并可向其他類型的風電葉片產品推廣使用。

①對于雙軸玻璃纖維織物（偏經、偏緯），編制裁剪程序時在軸線方向進行1.5%的放大量，對于在經向存在紗線的織物可不做特殊修正，既可有效解決布匹在裁剪及存儲過程中造成的尺寸變化情況，且能最大限度的提高布匹利用率及現場使用效率。

②對于不同玻璃纖維編織廠家的產品，因編織布匹時捆綁紗的張力設置不同，導致織物變形量會存在些許偏差，經探索，縮放量在1.5%±0.2%范圍內波動，同時，變形量也跟紗線本身的材質有關，需進行數據積累及材料對標。

③鑒于風電葉片設計公司對結構理念認識不同，對于布匹斷續、搭接量的要求不一，因此建議參照各自要求，合理分配樣片，按照樣片整體放大后的尺寸進行排版，可有效規避某些產品蒙皮不允許搭接的難題。

④排版圖在繪制中盡量統一布卷規格（長度及寬度），以減少裁布過程中產生的材料浪費?！?/p>

2012-05-06