Processus de fabrication des matériaux composites en fibre de carbone

Le processus de fabrication des composites en fibre de carbone implique plusieurs étapes et processus. Voici un aperçu du processus de fabrication:

1. Préparation des matières premières
Les principales matières premières des composites en fibre de carbone sont la fibre de carbone et la résine. La fibre de carbone se présente généralement sous la forme de faisceaux de fibres, tandis que la résine est utilisée pour lier les fibres de carbone ensemble.

2. Prétraitement de fibre de carbone
Pendant le processus de fabrication, la fibre de carbone doit d'abord être prétraitée. Cela implique de passer le faisceau de fibres à travers un four à oxydation, de sorte qu'il réagit avec les particules d'oxygène dans l'air à haute température, modifiant la structure atomique de la fibre, gagnant ainsi une résistance à la température élevée. Après le traitement d'oxydation, le faisceau de fibres deviendra noir.

3. Processus de carbonisation
Ensuite, le faisceau de fibres entre dans un four de chauffage sans oxygène, où la plupart des éléments non en carbone sont éliminés par chauffage. Les atomes de carbone restants forment une structure cristalline étroitement connectée, ce qui améliore la résistance du faisceau de fibres.

4. Préparation de la résine
Une fois la fibre de carbone préparée, la résine doit être préparée. La résine est généralement appliquée à la fibre de carbone par imprégnation ou revêtement. Cette étape peut être réalisée de diverses manières, comme verser la résine dans une machine à revêtement, puis formant une fine couche de film de résine sur le papier.

5. Fibre de carbone et liaison en résine
La liaison en fibre de carbone et en résine se fait en passant le tissu unidirectionnel en fibre de carbone entre deux couches de papier de résine, en utilisant des rouleaux chauds à haute pression pour imprégner pleinement la résine entre les filaments de fibre de carbone. Ce processus peut être accéléré à l'aide d'éléments de chauffage pour augmenter le taux d'absorption de la résine.

6. refroidissement et durcissement
Le composite de fibre de carbone imprégné de résine doit être refroidi et durci. La plaque de refroidissement transformera la résine liquide en gel, ce qui le rend plus facile à gérer. Une fois que la résine s'est transformée en gel, le papier prétraité peut être facilement retiré.

7. Protection de surface
Afin de protéger la surface du composite en fibre de carbone, il est généralement recouvert d'une couche de film en polyester. Ce film protège non seulement le matériau des dommages externes, mais améliore également son esthétique.

8. sous-tension et stockage
Enfin, le composite en fibre de carbone est roulé dans des rouleaux pour un transport et un stockage faciles. Ces rouleaux peuvent être traités davantage en différentes formes et tailles pour répondre à différentes exigences d'application.

Choix du processus de fabrication
Le processus de fabrication des composites en fibre de carbone est sélectionné en fonction de l'application spécifique et des caractéristiques requises. Les processus de fabrication courants incluent l'enroulement du filament, la pultrusion, la stratification humide, l'ensachage de vide, le transfert de résine et les outils de support. Chaque processus a ses propres avantages et étendue de l'application uniques.

Contrôle de qualité
Le contrôle de la qualité est très important tout au long du processus de fabrication. Chaque étape doit être strictement surveillée pour garantir que la qualité et les performances du produit final répondent aux normes attendues.

Grâce aux étapes ci-dessus, les composites en fibre de carbone peuvent être transformés des matières premières en matériaux d'ingénierie haute performance, qui sont largement utilisés dans l'aérospatiale, la fabrication automobile, les articles de sport et d'autres champs.