在未來(lái)的幾十年里，我們將看到風(fēng)能在全球能源結(jié)構(gòu)中的比例不斷增加。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的目標(biāo)是以低于化石能源的價(jià)格提供電力。因此，轉(zhuǎn)子葉片以及粘合劑點(diǎn)膠和混合系統(tǒng)的制造商在未來(lái)將面臨一系列挑戰(zhàn)。

生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的主要考慮因素是縮短生產(chǎn)時(shí)間，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商要求葉片的使用壽命超過(guò) 20 年。為了滿足所有這些要求，所涉及的不同專(zhuān)業(yè)需要匯集各自的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并高效地協(xié)同工作。其中，粘合劑的分配、混合和應(yīng)用尤為重要（圖 1）。

粘合劑用量不斷增加

長(zhǎng)度超過(guò) 100 米的轉(zhuǎn)子葉片需要多達(dá) 1200 千克的粘合劑才能將兩半葉片粘合在一起。今后，葉片的長(zhǎng)度和所需粘合劑的用量都有可能增加。粘合劑在 25 °C 下的開(kāi)放時(shí)間一般為 45 分鐘左右。無(wú)論葉片大小如何，粘合過(guò)程都必須在此時(shí)間內(nèi)完成。粘合劑的測(cè)量采用高分辨率體積計(jì)數(shù)器，每個(gè)粘合劑成分都有一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外，還可集成傳感器，在規(guī)定的公差范圍內(nèi)監(jiān)控粘合溫度。

如果轉(zhuǎn)子葉片的較小部分必須在粘合劑使用的最后階段進(jìn)行粘合，則快速固化粘合劑可加快粘合過(guò)程。而對(duì)于較大的部件，如主模具（圖 2），使用慢固化粘合劑則可實(shí)現(xiàn)細(xì)致、徹底的粘合過(guò)程。

選擇不同的粘合劑不僅能提高粘合過(guò)程的整體效率，還能提供一系列調(diào)整程序的機(jī)會(huì)。因此，用戶可以滿足轉(zhuǎn)子葉片不同部件的不同要求。

加快工藝流程

由于材料的特性，加速粘接過(guò)程是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。材料的固化是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，可靠的粘合取決于混合粘合劑的開(kāi)放時(shí)間，這也是其罐裝壽命的一個(gè)重要方面。如前所述，無(wú)論葉片大小，粘接周期都必須在 45 分鐘內(nèi)完成。由于轉(zhuǎn)子葉片的長(zhǎng)度不斷增加，粘接過(guò)程需要加快。

最新開(kāi)發(fā)的高性能點(diǎn)膠泵具有高度精確的工藝設(shè)置，可以以每分鐘 30 公斤以上的速度點(diǎn)膠。此外，還可提供流量可變的機(jī)器和額外的材料緩沖器，在使用過(guò)程中無(wú)需重新加注。在這項(xiàng)新技術(shù)的幫助下，粘合劑可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成分配、混合和涂抹。

使用不同的膠圈輪廓

在轉(zhuǎn)子葉片的不同部分（主模、前緣和后緣）涂抹粘合劑時(shí)，需要使用不同的珠型。為確保粘合過(guò)程滿足粘合間隙的不同要求，噴嘴經(jīng)常需要更換，每個(gè)葉片最多可更換九次。這非常耗時(shí)，涉及大量工作。這占了粘合過(guò)程的很大一部分，可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片無(wú)法進(jìn)一步增大。此外，粘合點(diǎn)有時(shí)還需要人工返工（形狀、氣泡等），這就大大增加了整個(gè)流程的工作量。

弗勞恩霍夫風(fēng)能系統(tǒng)研究所 IWES 開(kāi)發(fā)了一種用于粘合劑涂抹的可變噴嘴，可在一個(gè)步驟中涂抹不同的輪廓。該噴嘴可自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片不同部分的粘合劑珠輪廓，從而大大減少了所需時(shí)間。傳感器的使用使這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了部分或全部自動(dòng)化，并可精確測(cè)量粘合過(guò)程開(kāi)始時(shí)的材料用量（圖 4 和圖 5）。

這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展使我們可以只在每個(gè)部分使用規(guī)定量的粘合劑，并使用正確的粘合珠輪廓，從而保證了盡可能高的質(zhì)量，并將浪費(fèi)降到最低。以這種方式粘合的轉(zhuǎn)子葉片重量也更輕。Dopag 已將可變粘合劑噴嘴納入其 Gluemix 計(jì)量和混合系統(tǒng)（圖 3）。

穩(wěn)定的混合比

制造商對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的保修期超過(guò) 20 年。實(shí)現(xiàn)這一承諾的一個(gè)重要因素是兩半葉片之間的永久粘接。只有在使用粘合劑的過(guò)程中材料成分的指定混合比例保持一致，才能保證這一點(diǎn)。風(fēng)電行業(yè)使用的主要粘合劑是一種雙組分環(huán)氧樹(shù)脂?；旌媳鹊墓钜蠓浅?yán)格。比例必須保持在 ±2 份固化劑對(duì) 100 份樹(shù)脂的范圍內(nèi)?；旌媳壤囊恢滦杂筛呔润w積計(jì)數(shù)器來(lái)保證，該計(jì)數(shù)器作為閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分，用于控制和操作各組分的獨(dú)立計(jì)量泵。

與其他解決方案相比，Dopag 使用主軸流量計(jì)來(lái)確保將體積計(jì)數(shù)器中的壓降保持在最低水平。這一功能可對(duì)混合比例進(jìn)行端到端監(jiān)控。

此外，該系統(tǒng)還有一個(gè)依靠稱(chēng)重系統(tǒng)的自動(dòng)預(yù)校準(zhǔn)機(jī)制。這大大提高了工藝的可靠性，因?yàn)榛旌媳瓤梢员３譁?zhǔn)確和一致。Dopag 已將這些技術(shù)集成到其 Gluemix 系統(tǒng)中。

在線監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)

系統(tǒng)和流程的不斷融合使生產(chǎn)鏈中的不同要素相互連接。這一持續(xù)的過(guò)程（工業(yè) 4.0）包括數(shù)據(jù)分析和智能技術(shù)的整合，目的是創(chuàng)造更高效、更可靠的生產(chǎn)環(huán)境。連通性的不斷提高也使得轉(zhuǎn)子葉片粘合劑混合過(guò)程中各系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫通信。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還能實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)變化。

Dopag 生命周期記錄儀（LCL）可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)，是粘合工藝的一大進(jìn)步。過(guò)去，很少有可能對(duì)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠分析，并得出有關(guān)維護(hù)間隔和部件使用壽命的結(jié)論。新模塊可讓機(jī)器操作員和服務(wù)人員詳細(xì)了解計(jì)量組件的所有工藝參數(shù)和使用情況。其中包括物料數(shù)量和壓力、溫度和加速度數(shù)據(jù)、有關(guān)效率的測(cè)試臺(tái)結(jié)果以及其他運(yùn)行數(shù)據(jù)。因此，用戶可以立即對(duì)異常情況做出反應(yīng)，并確保高水平的工藝可靠性。這也為預(yù)測(cè)性維護(hù)帶來(lái)了好處。通過(guò)比較數(shù)據(jù)，操作員可以及早發(fā)現(xiàn)任何潛在的關(guān)鍵磨損區(qū)域和逐漸出現(xiàn)的故障。

在整體設(shè)備效率（OEE）（圖 6）方面，所有與可用性、性能和質(zhì)量有關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)都可以準(zhǔn)確地記錄下來(lái)。OEE 是全球公認(rèn)的評(píng)估工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)率的標(biāo)準(zhǔn)，在提高運(yùn)行效率方面發(fā)揮著核心作用。生命周期記錄儀提供的數(shù)據(jù)為戰(zhàn)略規(guī)劃和監(jiān)控配藥機(jī)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)率奠定了基礎(chǔ)，并可無(wú)縫集成到現(xiàn)代精益管理系統(tǒng)中。