图8 手糊工艺示意图
手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，生产效率低和产品的而且产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品率较高。特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。
3.2树脂传递模塑（RTM）
RTM 工艺主要原理（图9为RTM工艺示意图）为首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料构件。其主要特点有：闭模成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型高质量的复合材料整体构件（整个叶片一次成型）；初期投资小(与SMC 及RIM 相比)；制品表面光洁度高；成型效率高（与手糊工艺相比），适合成型年产20000 件左右的复合材料制品；环境污染小(有机挥发份小于50ppm，是唯一符合国际环保要求的复合材料成型工艺)。由此可看出，RTM 工艺属于半机械化的复合材料成型工艺，工人只需将设计好的干纤维预成型体放到模具中并合模，随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保证，没有任何树脂的暴露，
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并因而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺并可有效地控制产品质量。
图9 RTM工艺示意图
RTM 工艺采用闭模成型工艺，特别适宜一次成型整体的风力发电机叶片（纤维、夹芯和接头等可一次模腔中共成型），而无需二次粘接。与手糊工艺相比，不但节约了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了工作时间，提高了生产效率，降低了生产成本。同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大提高了复合材料质量和生产效率。RTM 工艺生产较少的依赖工人的技术水平，工艺质量仅仅依赖确定好的工艺参数，产品质量易于保证，产品的废品率低于手糊工艺。另外，RTM 工艺的技术含量高于手糊工艺。无论是模具设计和制造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改性、工艺参数（如注射压力、温度、树脂粘度等）的确定与实施，都需要在产品生产前通过计算机模拟分析和实验验证来确定，从而有效保证质量的一致性。这对生产风力发电机叶片这样的动部件十分重要。9
3.3拉挤工艺
拉挤成型是将连续性的增强材料经树脂浸润后，通过具有截面形状的成型模具，在模腔内固化成型或在模腔内凝胶出模后加热固化，在牵引力机构拉力下，连续牵引拔出无限长的型材制品。拉挤过程成型原理如图10。主要特点为: 制品等截面结构、连续化生产、质量稳定性好、生产效率高。
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图10 拉挤过程成型原理图
1—纱架; 2—排纱架; 3—胶槽; 4—预成型模; 5—模具; 6—牵引装置; 7—切割装置; 8—成品堆放
在垂直轴风力发电机组（图11为其结构示意图，其主要构件包括主轴、支持翼、叶片、发电机、刹车装置、塔架等10）中，叶片为鱼骨型不变截面，且不需考虑转子动平衡问题，十分适合采用拉挤工艺生产。表4对手糊工艺与拉挤工艺应用于垂直轴风机叶片的优缺点进行了比较11。用拉挤成型工艺生产复合材料叶片可实现工业化连续生产，产品无需后期修整，质量一致，无需检测动平衡，成品率95 %，用拉挤成型工艺方法生产复合材料叶片与其他成型工艺方法生产的复合材料叶片相比，成本可降低40%，销售价格降低50%。拉挤工艺对材料的配方和拉制工艺过程要求非常严格，国际上目前只能拉挤出600~700mm宽的叶片，用于千瓦级风力发电机上。我国目前已研制成功用于兆瓦级垂直轴风力发电机的叶片，截面尺寸为1400 x 252mm，壁厚6mm，长度为80~120m,属于薄壁中空超大型型材。
图11 H 型垂直轴风机结构图
1—主轴; 2—支持翼; 3—叶片; 4—刹车装置;5—发电机; 6—塔架
表4 不同工艺叶片的比较
成本 手糊工艺 主要取决于人工成本 13
拉挤工艺 大批量生产时成本较低
效率 研制及少量生产时具有较高的效率 大批量生产时具有较高的效率 结构强度 可以设计铺层，进行强度补强，但制品孔隙率较高 横向结构强度弱，可以引入玻纤布织物进行加强 约为2.0g/错误！未找到引用源。 密度 约为1.7g/错误！未找到引用源。 风机叶片受力情况复杂，其中最危险的是最高转速下的运行工况和安全风速时的刹车工况10，两种情况都对叶片横向强度提出了一定要求，而拉挤产品最大的缺点就是横向强度低。拉挤工艺的主要解决办法是在制品中合理引入玻璃纤维布或毡，从而使制品在横向上也有纤维分布，增加制品的横向强度。另外，风机叶片是捕获风能的重要部件，要求轻质高强，因此，拉挤制品必须要求在保证力学性能的前提下重量尽可能的轻。设计生产薄壁拉挤产品是比较合理的选择，但这也给拉挤工艺带来了一些问题。
3.4缠绕工艺
缠绕成型工艺，是将连续纤维或带浸胶之后，按照一定的规律缠绕到芯模上，然后经过加温或常温固化，制成一定形状的制品。能够按制品的受力状况设计缠绕规律，以充分发挥纤维的强度，比强度高。一般来讲，纤维缠绕压力容器与同体积、同压力的钢质容器相比，重量可减轻40%～60%，可靠性高。且纤维缠绕制品易实现机械化和自动化生产，工艺条件确定后，缠出来的产品质量稳定、精确，生产效率高。采用机械化或自动化生产，只需少数操作工人，缠绕速度快（240m/min），成本低。在同一产品上，可合理配选若干种材料（包括树脂、纤维和内衬），使其再复合以达到最佳的技术经济效果。但叶片的非回转体复杂特征限制了纤维缠绕技术在叶片成型工艺中的应用12。（引用文献：风力叶片的纤维缠绕设计）
美国生产的WTS-4型风力机叶片即采用了这种方法，（图12为其成型过程13）单片叶片长度达39m，重13t，其生产过程是完全自动化的。由计算机控制的缠绕设备非常复杂，它有五种功能，即移动台架、转动芯轴、伸缩工作臂、升降杆臂以及变动缠绕角。国外大型风机叶片大多采用复合材料D型主梁或O型主梁与
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复合材料壳体组合的结构形式。该种结构的大型叶片一般采用分别缠绕成型D型或O型主梁、真空灌注成型壳体．然后靠胶接组合成整体的工艺方法。
图12 缠绕成型过程
3.5高压真空浸渍树脂工艺
大型叶片可采用高压真空浸渍树脂的现代制造工艺。
叶片外壳由三部分构成：能够承受高压真空负压作用的薄膜，能够吸入浸渍树脂的扩散层，成型后容易脱模的剥离层。大型叶片外壳可以分半制作，即两个半瓣的叶片分别在模具上成型固化。固化成型的叶片内部填充以作为基材的强化玻璃丝纤维编织物等材料。对于长度为20 m的小型叶片，采用手工编织、浸渍方法，填充纤维质量含量为40％～50％；长度为27 m的大型叶片时，采用真空浸渍法制作，填充纤维质量含量达到65％～75％。
高压真空浸渍树脂的具体过程如下：将放置在成型模具上的叶片(内部已填充基材)进行密封，只在两端留有小孔，叶片根部小孔作为注入浸渍树脂的入口——叶片尖端小孔作为抽取真空用的出口。在高真空负压作用下，浸渍树脂由叶片根部小孔不断抽人，穿过内部填充的强化玻璃丝纤维编织物等积层材料，被抽到叶片尖端，包括叶片外壳内侧的浸渍树脂扩散层部分，使浸渍树脂与外壳内层也紧密黏结，成为没有任何气泡和空隙的密集实体。对放成型模具上的并经过真空浸渍的整根叶片进行烘烤，固化成型，最后叶片表面涂以性能较高的防蚀涂料
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