Comment est fabriquée la fibre de carbone ?
La fibre de carbone est considérée comme le matériau de rêve de tout ingénieur car elle est légère tout en étant extrêmement durable. Il se compose de milliers de chaînes parallèles. Ces fils peuvent être torsadés ou tissés dans des composites en fibre de carbone. La fibre de carbone est un matériau extrêmement précieux car il est cinq fois plus résistant que l'acier.

Pour la fabrication de fibres de carbone, des fibres plastiques PAN sont utilisées. Il se compose de milliers de filaments plus fins qu'un cheveu humain. Ils le modifient chimiquement pour former des chaînes d'atomes de carbone, qui à leur tour sont utilisés dans le produit final. Il existe des machines spéciales qui peuvent arranger des milliers de ces fibres. Après la machine, les fibres passent dans un four d'oxydation pendant quelques minutes.

La température dans le four est d'environ 480 degrés Fahrenheit. En raison de cette température, les fibres absorbent les molécules d'oxygène de l'air. Ce processus réorganise la structure atomique des fibres, les rendant résistantes à la chaleur. Au fur et à mesure que les fibres s'oxydent, elles changent de couleur et deviennent noires. Après oxydation, ils sont prêts pour le processus suivant, la carbonisation.

Les fibres sont chauffées dans un mélange gazeux sans oxygène. En raison de ce processus, les atomes non carbonés sont expulsés. Les atomes de carbone restants se transforment en cristaux étroitement liés parallèlement à la longueur de la fibre. C'est là que le matériau acquiert sa force. Les fibres sont ensuite passées dans un bain d'eau chargée qui borde les surfaces des fibres afin qu'elles absorbent mieux la résine.

Ensuite, une légère couche d'apprêt de résine est appliquée pour renforcer la liaison chimique des fibres à la résine de moulage. Après ce processus, les fibres sont soit tissées dans des tissus en fibres de carbone, soit mélangées à de la résine pour former des produits. Il peut s'agir d'un rouleau de brins de fibres continues, de tissus tissés de brins réticulés et de produits préimprégnés, de produits semi-finis prêts à l'emploi. L'utilisation de préimprégnés est répandue dans le monde entier.

Cette résine est une formulation de résine époxy avec durcisseur et accélérateur en poudre. Les ouvriers versent la résine dans une machine à film, qui imprime la résine en une fine couche humide sur du papier. Dans le même temps, une autre machine organise 200 à 300 fibres de carbone en une nappe de fibres de carbone. L'épaisseur de la nappe détermine l'épaisseur du préimprégné.

Typiquement, deux rouleaux de papier enduit de résine sont montés sur la machine d'imprégnation de résine. L'élément chauffant chauffe la nappe à son entrée pour faciliter l'absorption de la résine. Ensuite, le treillis en fibre de carbone chauffé est pris en sandwich entre deux feuilles de papier enduit de résine. Grâce à des rouleaux chauffés à haute pression, la résine pénètre dans des millions de filaments de fibre de carbone.

Lorsqu'elle refroidit, la résine liquide se transforme en gel afin qu'à la station suivante, le papier puisse être retiré. Dans la station suivante, le dessus de la feuille de préimprégné est recouvert d'un film Mylar. Ensuite, la feuille est enroulée en rouleau. Dans le laboratoire de l'usine, les techniciens effectuent des tests de contrôle qualité sur des échantillons de préimprégnés. De tels tests garantissent que la fibre de carbone a une résistance, une durabilité et une résistance à la chaleur optimales.

Inutile de dire que les fabricants du monde entier utilisent diverses techniques qui sont des secrets d'entreprise, mais d'une manière générale, le processus de fabrication de la fibre de carbone susmentionné est celui que tout le monde suit.