FTIR数据质量优化制造技术

一种制造复合物部件(例如，风力涡轮机叶片)的方法包括：在模具内形成复合物结构，所述复合物结构包括分散在所述复合物结构中的纤维中的树脂；以及对所述复合物结构的至少一个区域应用表面处理(例如，砂磨)。采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪用红外光照射经处理的表面区域；以及确定所述复合物结构的经处理区域中吸收的红外光的量，以测量复合物产品的化学键(分布功效、化学组分和固化状态)。使用偏最小二乘2变量回归法来建立针对各种材料的校准模型。这些校准文件包含得自各种固化程度下各种树脂

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】FTIR数据质量优化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于35USC 119要求于2020年4月8日提交的美国临时申请No.63/007080和No.63/007089的优先权权益，每个申请的全部内容通过引用特此并入。


[0003]本公开涉及用于生产纤维增强复合物结构的灌注工艺。灌注工艺也常被称为树脂转移成型(RTM)，是这样的工艺：将干的纤维材料搁置在模具中，并将液体可固化树脂灌注或转移到模具中，以用后续能固化的树脂组合物浸渍纤维材料。通常，干的纤维材料位于真空罩(诸如可以被施加真空的模具)内，在降低的压力将树脂拉延成纤维材料时，这有助于灌注。该工艺被称为真空辅助树脂转移成型(VARTM)。
[0004]具体地，本公开提供了对复合物结构进行表面改性以便优化傅里叶变换红外(FTIR)光谱法期间获得的数据质量的方法。
[0005]可以使用本文公开的系统和方法来生产各种质量轻的高强度部件，通常是诸如航空航天和汽车部件的相对大的部件、诸如叶片和翼梁的风力涡轮机部件以及船用部件。纤维材料可以是织造或非织造的，并通常是玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。

技术实现思路

[0006]所公开的主题的目的和优点将根据随后的描述来阐述并变得清楚，并且还可通过实践所公开的主题来学习。可以通过在书面描述及所附权利要求书以及附图中特别指出的方法和系统来实现和获得所公开的主题的附加优点。
[0007]为了实现这些和其他优点并按照所公开的主题的目的，如实施和广义描述的，所公开主题包括一种制造风力涡轮机叶片的方法，所述方法包括：在模具内形成复合物结构，所述复合物结构包括分散在所述复合物结构的至少第一部分中的树脂；对所述复合物结构的至少所述第一部分应用表面处理；提供傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪；用红外光照射所述复合物结构的至少所述第一部分；确定所述复合物结构的至少所述第一部分中吸收的红外光的量，以测量所述复合物产品的化学键。
[0008]在一些实施例中，表面处理包括研磨，例如砂磨。
[0009]在一些实施例中，研磨在复合物结构的第一部分上提供了多个大小不同的颗粒。
[0010]在一些实施例中，表面处理包括对复合物结构的第一部分施用润滑剂，例如矿物油。
[0011]在一些实施例中，FTIR光谱仪测量红外光的漫反射。在一些实施例中，FTIR光谱仪测量红外光的衰减全反射比。在一些实施例中，FTIR光谱仪测量红外光的外反射。
[0012]在一些实施例中，由可以被配置为相对于复合物产品相对移动的多个FTIR光谱仪执行照射。在一些实施例中，多个FTIR光谱仪被配置为相对于彼此相对移动。在一些实施例中，多个入射红外光束同时朝向复合物产品的多个部分投射。在一些实施例中，多个入射红外光束以串行方式朝向复合物产品投射。在一些实施例中，投射从大致650cm
‑1至大致
5200cm
‑1的波长的至少一个入射红外光束。
[0013]在一些实施例中，复合物结构的第一部分是风力涡轮机叶片的前缘、风力涡轮机叶片的后缘、风力涡轮机叶片的尖端和/或风力涡轮机叶片的根部。在一些实施例中，复合物结构的第一部分是风力涡轮机叶片的外表面。
[0014]另外，所公开主题包括一种制造风力涡轮机叶片的方法，所述方法包括：在模具内形成复合物结构，所述复合物结构包括分散在所述复合物结构的至少第一部分中的树脂和硬化剂混合物；提供傅里叶变换红外(FTIR)光谱模型的储存库，每种光谱模型对应于一种材料类型；用红外光照射所述复合物结构的至少第一部分；生成来自所述复合物结构的振动的第一光谱；将所述第一光谱与第二光谱进行比较，以确定被照射的所述复合物结构的材料类型，其中，所述第二光谱是从所述光谱模型的储存库获取的；提供校准模型的储存库，其中，每个校准模型对应于所指派的树脂
‑
硬化剂混合比或固化程度中的至少一个；基于所述材料类型的确定来从所述校准模型的储存库选择校准模型。
[0015]在一些实施例中，每个校准模型对应于一种指派的树脂
‑
硬化剂混合比。
[0016]在一些实施例中，每个校准模型对应于一种固化程度。
[0017]在一些实施例中，使用傅里叶变换红外FTIR光谱仪或多个FTIR光谱计执行照射。在一些实施例中，多个FTIR光谱仪被配置为相对于复合物产品相对移动。在一些实施例中，多个FTIR光谱仪被配置为相对于彼此相对移动。在一些实施例中，多个入射红外光束同时朝向复合物产品的多个部分投射。在一些实施例中，多个入射红外光束以串行方式朝向复合物产品投射。在一些实施例中，投射从大致650cm
‑1至大致5200cm
‑1的波长的至少一个入射红外光束。
[0018]在一些实施例中，复合物结构的第一部分是风力涡轮机叶片的前缘。在一些实施例中，复合物结构的第一部分是风力涡轮机叶片的后缘。在一些实施例中，复合物结构的第一部分是风力涡轮机叶片的尖端。在一些实施例中，复合物结构的第一部分是风力涡轮机叶片的根部。在一些实施例中，复合物结构的第一部分是风力涡轮机叶片的外表面。
[0019]要理解，以上总体描述和以下详细描述二者都是示例性的并旨在对所声明的所公开主题提供进一步的说明。
[0020]包括并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图，以图示并提供对所公开主题的方法和系统的进一步理解。附图与描述一起用于说明所公开主题的原理。
附图说明
[0021]参考下面简要描述的附图来提供本文描述的主题的各种方面、特征和实施例的详细描述。附图是例示性的，不一定按比例绘制，其中为了清晰起见，夸大了一些部件和特征。附图图示了本主题的各个方面和特征，并可以全部或部分地图示本主题的一个或更多个实施例或示例。
[0022]图1示出了CO2的FTIR光谱以及如何将不同的分子振动视为IR吸收数据。
[0023]图2A至图2G是按照所公开主题的各种傅里叶变换红外采样技术的示意图。
[0024]图3是按照所公开主题的实施例的研磨如何增加漫反射幅度和数量的示例性可视表示。
[0025]图4是按照所公开主题的在样品未经打磨的情况下利用漫反射(DR)界面取得的
FTIR光谱的示例性视图。
[0026]图5是按照所公开主题的在样品经过打磨的情况下利用漫反射(DR)界面取得的FTIR光谱的示例性视图。
[0027]图6是按照所公开主题的利用衰减全反射(ATR)界面取得的FTIR光谱的示例性视图。
[0028]图7是按照所公开主题的通过剥离层技术从树脂取得的光谱的示例性视图。
[0029]图8是按照所公开主题的从来自裸露复合物的树脂取得的光谱的示例性视图。
[0030]图9是按照所公开主题的实施例的针对校准方案的光谱预处理功能的示例性示意图。
[0031]图10是按照所公开主题的实施例的针对校准方案的光谱范围选择的示例性示意图。
[0032]图11是按照所公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造风力涡轮机叶片的方法，包括：在模具内形成复合物结构，所述复合物结构包括分散在所述复合物结构的至少第一部分中的树脂；对所述复合物结构的至少所述第一部分应用表面处理；提供傅里叶变换红外FTIR光谱仪；用红外光照射所述复合物结构的至少所述第一部分；确定所述复合物结构的至少所述第一部分中吸收的红外光的量，以测量所述复合物产品的化学键。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面处理包括研磨。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面处理包括砂磨。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述研磨在所述复合物结构的所述第一部分上提供多个大小不同的颗粒。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面处理包括对所述复合物结构的所述第一部分施用润滑剂。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述润滑剂包括矿物油。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述FTIR光谱仪测量所述红外光的漫反射。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述FTIR光谱仪测量所述红外光的衰减全反射比。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述FTIR光谱仪测量所述红外光的外反射。10.根据权利要求1所述的方法，其中，由多个FTIR光谱仪执行照射。...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：泰普爱复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：