La fibre de carbone est l'épine dorsale des composites légers. Comprendre quel tissu en fibre de carbone est nécessaire, connaître le processus de fabrication et la terminologie de l'industrie des composites. Vous trouverez ci-dessous des informations sur le tissu en fibre de carbone et la signification des différents codes et styles de produits.
Résistance en fibre de carbone
Il faut comprendre que toutes les fibres de carbone ne sont pas égales. Lorsque le carbone est transformé en fibres, des additifs et éléments spéciaux sont introduits pour augmenter les propriétés de résistance. La propriété de résistance primaire sur laquelle la fibre de carbone est évaluée est le module.
Le carbone est fabriqué en fibres minuscules par le processus PAN ou Pitch. Le carbone est fabriqué en faisceaux de milliers de minuscules filaments et enroulé sur un rouleau ou une bobine. Il existe trois grandes catégories de fibres de carbone brutes:
- Module élevé Fibre de carbone (Qualité aérospatiale)
- Fibre de carbone à module intermédiaire
- Fibre de carbone à module standard (qualité commerciale)
Bien que nous puissions entrer en contact avec de la fibre de carbone de qualité aérospatiale dans un avion, comme le nouveau 787 Dreamliner, ou le voir dans une voiture de Formule 1 à la télévision; la majorité d'entre nous entrera probablement en contact plus fréquemment avec des fibres de carbone de qualité commerciale.
Commun les usages de fibre de carbone de qualité commerciale comprennent:
- Articles de sport
- Capots de voiture et pièces de rechange
- Accessoires, comme des étuis pour iPhone
Chaque fabricant de fibres de carbone brutes a sa propre nomenclature du grade. Par exemple, Toray Carbon Fiber appelle leur qualité commerciale «T300», tandis que la qualité commerciale d'Hexcel est appelée «AS4».
Épaisseur de fibre de carbone
Comme mentionné précédemment, la fibre de carbone brute est fabriquée en minuscules filaments (environ 7 microns), ces filaments sont regroupés en stratifils enroulés sur des bobines. Les bobines de fibres sont ensuite utilisées directement dans des processus comme la pultrusion ou l'enroulement filamentaire, ou elles peuvent être tissées dans des tissus.
Ces stratifils de fibre de carbone sont composés de milliers de filaments et sont presque toujours une quantité standard. Ceux-ci sont:
- 1000 c (fibre de carbone 1k)
- 3000 filaments (fibre de carbone 3k)
- 6000 filaments (fibre de carbone 6k)
- 12 000 filaments (fibre de carbone 12k)
C'est pourquoi si vous entendez un professionnel de l'industrie parler de fibre de carbone, il pourrait dire: "J'utilise un tissu à armure toile 3k T300." Eh bien, maintenant vous allez savent qu'ils utilisent un tissu en fibre de carbone qui est tissé avec de la fibre CF module Toray standard, et il utilise une fibre qui a 3000 filaments par brin.
Il va sans dire que l'épaisseur d'une mèche en fibre de carbone 12k sera le double de celle d'un 6k, quatre fois celle d'un 3k, etc. En raison de l'efficacité de la fabrication, une mèche plus épaisse avec plus de filaments, comme un toron de 12k, est généralement moins coûteuse par livre qu'un 3k de module égal.
Tissu en fibre de carbone
Bobines de fibre de carbone sont amenés à un métier à tisser, où les fibres sont ensuite tissées en tissus. Les deux types de tissages les plus courants sont le «tissage simple» et le «sergé». L'armure toile est un motif de damier équilibré, où chaque brin passe par-dessus puis sous chaque brin dans la direction opposée. Tandis qu'un tissage sergé ressemble à un panier en osier. Ici, chaque brin passe sur un brin opposé, puis sous deux.
Les armures croisées et simples ont une quantité égale de fibre de carbone dans chaque direction, et leurs forces seront très similaires. La différence est avant tout une apparence esthétique.
Chaque entreprise qui tisse des tissus en fibre de carbone aura sa propre terminologie. Par exemple, une armure toile 3k par Hexcel est appelée "HexForce 282" et est communément appelée "282" (deux quatre-vingt-deux) pour faire court. Ce tissu a 12 brins de fibre de carbone 3k par pouce, dans chaque direction.