Processus de fabrication pièces carbone

Réponse du département Sciences et Techniques


Des fibres de carbone sont de minces fils en carbone pur. Une fibre isolée est plus mince qu'un cheveu humain. Dans le sens de la longueur, ces fibres sont extrêmement rigides et supportent de fortes charges. Les fibres de carbone sont coulées dans de la résine lors de la fabrication. La résistance mécanique du tissu souhaitée est atteinte par l'orientation convenable des fibres. Pour la fabrication d'un monocoque, des nattes en fibre de carbone sont assemblées par couches. Finalement, le stratifié est chauffé sous une pression de 7 bars dans un four à air chaud (autoclave) et durci.

Avantages et inconvénients des fibres de carbone

Les fibres de carbone impressionnent par leur légèreté et par leur résistance, qui surpassent largement l'aluminium et acier. La force des composites résulte de la combinaison de leurs constituants. En combinaison avec d'autres matériaux de haute performance, les matériaux à fibres de carbone offrent un maximum de rigidité. Mais cela peut aussi se révéler comme un désavantage. Une fois endommagé, un stratifié en fibres de carbone ne peut en principe pas être réparé. En outre, la fabrication des pièces moulées en fibres de carbone est très coûteuse et n'est souvent pas rentable pour des productions en série.

Domaines d'utilisation des fibres de carbone

Le spectre d'utilisation est varié et va de la construction aéronautique aux clubs de golf en passant par les prothèses et les implants médicaux. Les fibres de carbone connaissent un succès particulier dans le domaine de la Formule 1, où une grande partie des pièces de châssis est faite de ce matériau. Dans la construction automobile normale, l'aluminium reste en tête, car il est plus résistant à l'égard des influences extérieures et moins coûteux à la production.



paucoplast

Autres sites sur la fabrication des fibres de carbone

*données de la société française de chimie
*union des ingénieurs et scientifiques du bassin de l'Adour
*site de l'entreprise Toray
*soficar-carbon

Un livre à lire : Le matériau carbone

Tressage

Voici quelques éléments d'informations au sujet du tressage chez la société time-sport :

Tout part d'un fil…

TIME achète les fibres de carbone chez les plus grands spécialistes afin de garantir une qualité irréprochable dès le départ de son processus de fabrication.

On distingue 2 grandes familles de fibres carbone : les fibres carbone HM (Haut Module) et les fibres carbone HR (Haute Résistance).

- Les fibres HM offrent une très bonne résistance à l'allongement ce qui permettra d'obtenir une rigidité supplémentaire.
- Les fibres HR ont des propriétés de résistance à la rupture.

La section de la fibre dépend du nombre de filaments qui la constitue : 1000, 3000, 6000, 12000 filaments (1K, 3K, 6K, 12K). (photo d'une fibre en gros plan?)

Les fibres de carbone arrivent donc chez TIME sous la forme de grosses bobines.

Le fil de carbone est ensuite exploité sur des machines à tresser dont la taille varie entre 8 et 120 fuseaux.
Le nombre de fuseaux de la machine définie une taille de tresse qui est fonction du diamètre du tube que l'on souhaite obtenir.

A la fin de cette opération de tressage, on obtient donc une tresse en fibre carbone.

Les caractéristiques mécaniques d'une tresse dépendent de 2 paramètres:

1.Qualité du fil : HM/HR/Carbone Composite, nombre de filaments dans la fibre de carbone…

2.Angle de tressage : il y a un angle de tressage pour un diamètre de tube.
Plus l'angle est proche de 45°, plus la fibre sera performante en torsion.
Au contraire, plus l'angle est faible, plus la fibre sera performante en flexion.

On distingue 2 grands types de tresses à savoir :

1.Tresse bidirectionnelle : tissage de fils de carbone
Dont on fait varier l'angle de tressage entre 15 et 60° selon les caractéristiques dynamiques de torsion et de flexion souhaitées.
Ce type de tresse offre une très bonne résistance à la fissuration.

2.Tresse unidirectionnelle : tressage tubulaire de fibres de carbone. Les fils de carbones sont parallèles. Ce type de tresse offre d'excellentes caractéristiques de flexion et est totalement personnalisable en fonction des caractéristiques mécaniques souhaitées.

Sur certaines de ces tresses, des fibres polyamides aux propriétés particulièrement amortissantes ont été incorporées. Elles permettent une filtration des imperfections de la route.
Un module Time est composé à la fois de tresses unidirectionnelles et de tresses bidirectionnelles suivant les zones de contraintes.
La fabrication de tresses sous forme tubulaire à partir de fibres présélectionnées permet donc un positionnement précis de celles-ci en fonction des caractéristiques recherchées.
Cette maîtrise du textile par TIME permet de réaliser des structures parfaitement optimisées pour une plus grande finesse technique et offre des possibilités quasi-infinies : type de fibre, type de tresse, diamètre de la tresse, angle de tressage…