1 带缠绕成型技术研究现状及应用
1.1 带缠绕成型的国内外研究现状带缠绕成型技术随着计算机技术、信息技术、控制技术的发展，在功能方面不断扩大。从国外来看，美国已将带缠绕成型工艺应用于型号研制：MD-2固体火箭发动机喷管部件中的13个零件，“侏儒”导弹的发动机喷管都是通过缠绕成型；欧洲、日本也在航天器、武器研制等领域广泛地应用带缠绕成型工艺：欧洲“阿里安”火箭的助推器喷管，法国M51导弹的壳体，日本M-3S2、H-I、H-H火箭的助推器喷管都在使用缠绕成型的复合材料。图3所示为缠绕成型中的M51导弹壳体。
在国内，我国自60年代就开始研制复合材料缠绕设备及其成型工艺。如北京玻璃钢研究设计院、航天一院703所、航天四院43所、哈工大以及华中科技大学等单位先后研制出不同的复合材料缠绕成型设备。西工大通过自主研发的多功能布带数控缠绕机（见图4），工作效率高，缠绕出的制品达到型号工艺要求，成为能够满足高性能发动机喷管以及宇航飞行器绝热、耐烧蚀部件研制的关键配套设备。但是，上述缠绕成型设备基本上都是针对型面规则的回转体零件研制开发的，对于诸如大飞机的机翼、机身、风电叶片等大型非规则复杂结构件无法实现缠绕成型。
西工大自主研发的多功能布带数控缠绕机
1.2 带缠绕成型的应用
带缠绕成型技术在风力发电机组上的应用主要是叶片、机舱和导流罩的缠绕成型。叶片作为风力发电装置最关键、最核心的部分，其材料和制造工艺将决定风力发电机组的性能和功率，也决定风力发电机组的成本。针对复合材料风电叶片的缠绕成型，德国、丹麦、美国等风能资源利用较好的国家在大型叶片的材料体系、外形设计、结构设计、工艺装备等方面作了大量的研究开发工作，并取得了丰硕的成果。据报道，现今世界上最大风力发电机的装机容量为5MW，旋转直径可达126.3m。丹麦的LM公司为此装备配套缠绕出了61.5m长的复合材料叶片，单片叶片的重量接近18t，成为世界最大的复合材料叶片“巨人”。这一实例成功地体现了材料、结构和工艺三者的完美结合。
作为可再生的清洁能源之一，我国已经开始注重风能的开发和利用。在国家科技攻关项目和863项目的共同支持下，我国已基本掌握了风力发电机组及复合材料叶片的设计和制造技术；“十五”期间，将完成MW级风力发电机组的研制，为我国风电产业参与常规能源市场竞争奠定基础。据最近的资料报道，到2020年，我国将投资2000亿元用于风力发电建设，新增风力发电能力将达3000MW，并要求风力发电装备本土化。为此，国内的一些企业和研究机构正在加紧研究开发1.5MW风力发电装备和与之配套的大型复合材料叶片。国家对可再生清洁能源的支持，为复合材料风电叶片缠绕成型技术提供了难得的发展机会。
鲁ICP备2021047099号