在既要發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又要達(dá)到雙碳目標(biāo)的重大歷史節(jié)點(diǎn)，如何利用新型清潔能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油煤炭資源已經(jīng)成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，而風(fēng)電作為清潔能源中的一種，受到越來(lái)越多關(guān)注。

      風(fēng)力發(fā)電技術(shù)自發(fā)明之日起，至今已近百年，相應(yīng)的技術(shù)已較成熟，同時(shí)也面臨著相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。風(fēng)力發(fā)電裝備的主要部件——葉片，目前大多使用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(GFRP)制造，其具有良好的強(qiáng)度與剛性、較低的生產(chǎn)成本。隨著對(duì)發(fā)電機(jī)組發(fā)電容量要求的逐漸提高，相應(yīng)葉片尺寸也需要逐步增大，對(duì)材料強(qiáng)度及剛度等性能要求也隨之提出了更高技術(shù)要求，由于玻璃纖維本身性能所限，難當(dāng)此任，為此大葉片制造采用碳纖維已成為理想選擇。
     研究資料表明，只在大梁處用碳纖維復(fù)合材料替換玻璃纖維復(fù)合材料，葉片重量減輕12%，且具有更高剛度和耐疲勞性，同時(shí)帶來(lái)更低的運(yùn)輸安裝成本以及維修成本，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命，其全生命周期的使用成本更低。
      碳纖維復(fù)合材料的成型方法很多，對(duì)于復(fù)合材料板材的生產(chǎn)制造也有多種選擇，如預(yù)浸料工藝、碳布灌注工藝和拉擠工藝等。其中拉擠成型工藝是一種連續(xù)生產(chǎn)固定截面纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的成型方法，該技術(shù)始于1948年的美國(guó)，并在全世界得以發(fā)展推廣。
      拉擠型材廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備、耐腐蝕部件、建筑工程、運(yùn)輸行業(yè)及軍事等領(lǐng)域，目前正處在高速發(fā)展的階段。拉擠成型從理論上可以生產(chǎn)出任意長(zhǎng)度的制品，典型的拉擠線速度為0.2~1.5m/min，快速成型速率可以達(dá)到4m/min以上，并且可以同時(shí)生產(chǎn)多件產(chǎn)品，極大提高了成型效率，適用于大批量生產(chǎn)；此外，生產(chǎn)過(guò)程可以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，產(chǎn)品截面形狀實(shí)現(xiàn)系列化與標(biāo)準(zhǔn)化，降低了復(fù)合材料制品質(zhì)量的離散性，性能穩(wěn)定；纖維含量高，可達(dá)80%，由于成型時(shí)纖維在張力作用下充分展直，纖維性能可以得到充分發(fā)揮，縱向力學(xué)性能突出，原材料利用率也可達(dá)到95%以上。

      拉擠成型的步驟有：纖維供給─纖維導(dǎo)向─樹(shù)脂浸漬─預(yù)成型─拉擠成型─牽引─切割─拉擠成型制品，其加熱成型部分一般分為預(yù)熱區(qū)、凝膠區(qū)和固化區(qū)，如上圖所示?，F(xiàn)有的拉擠樹(shù)脂包括環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂等。

      上海富晨生產(chǎn)的FXR/FXC-550是一種拉擠工藝用環(huán)氧樹(shù)脂，常應(yīng)用于復(fù)合材料拉擠工藝。FXR/FXC-550有著高環(huán)保安全特性（無(wú)溶劑固化體系），具有高力學(xué)性能、高耐溫性能、適用期長(zhǎng)和優(yōu)異的拉擠速度；根據(jù)制品形狀，可達(dá) 100-500mm/min；對(duì)玻璃纖維和碳纖維具有良好的浸潤(rùn)性，有著良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1年。

      拉擠成型作為一種高效生產(chǎn)固定截面復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝，對(duì)于設(shè)備以及工藝參數(shù)的設(shè)定及調(diào)控極其嚴(yán)格，任何一處小的改動(dòng)或者毫微的失誤都會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量瑕疵和廢品。本文對(duì)碳纖維風(fēng)電拉擠大梁（碳梁）的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，材料選擇以及生產(chǎn)工藝方面做概要介紹，其中的一些數(shù)據(jù)參數(shù)和配合比僅供參考。

      碳梁由復(fù)合材料板主體、左側(cè)保護(hù)層、上脫模布、右側(cè)保護(hù)層、下脫模布等組成。復(fù)合材料板主體的纖維為碳纖維，纖維體積含量為50%～80%；復(fù)合材料板材左、右側(cè)保護(hù)層的增強(qiáng)材料為玻璃纖維，數(shù)量為每側(cè)至少1根。
      材料的樹(shù)脂選用高性能環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑優(yōu)選為液體酸酐，促進(jìn)劑優(yōu)選叔胺類，脫模劑優(yōu)選環(huán)氧型脫模劑。配合比宜 環(huán)氧樹(shù)脂：固化劑：促進(jìn)劑：脫模劑=100：（80～110）：（0.5～2.0）：（0.5～2.5）。
      上、下脫模布材質(zhì)為尼龍或聚酯。脫模布一方面可以在產(chǎn)品包裝及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中保護(hù)碳梁不因劃傷、刮擦而受損，另外在使用時(shí)揭除脫模布后碳梁形成的粗糙表面可以增加產(chǎn)品粘接強(qiáng)度，免除碳梁的打磨工序，節(jié)省工時(shí)及成本。

      拉擠工藝流程示意圖如下:

      準(zhǔn)備長(zhǎng)度為900mm的拉擠成型模具，并固定在拉擠機(jī)模具固定架上。將規(guī)定數(shù)量的48K或24K碳纖維安裝在紗架上，并依次通過(guò)浸膠槽、預(yù)成型模、成型模具，并引入牽引機(jī)。
      成型模具三區(qū)溫度按要求設(shè)定并升溫，等成型模具溫度均衡后，將配好的樹(shù)脂加入浸膠槽，纖維分2～4層浸膠，拉擠速度設(shè)定為0.2～0.5m/min，碳纖維浸膠后通過(guò)擠膠輥、預(yù)成型模等四道逐級(jí)擠膠，充分降低入模前浸膠碳紗的含膠量，和上、下脫模布隨纖維一起進(jìn)入成型模具。
      成型后的板材經(jīng)風(fēng)箱冷卻降溫后，進(jìn)入牽引機(jī)和收卷機(jī)，成為復(fù)合材料板材成品。