Comment fabriquer des pièces en fibre de carbone
Les matériaux composites, tels que les plastiques renforcés par des fibres de carbone, sont des matériaux très polyvalents et efficaces, stimulant l'innovation dans divers marchés, de l'aérospatial aux soins de santé. Ils dépassent les matériaux traditionnels tels que l'acier, l'aluminium, le bois ou le plastique et permettent la fabrication de produits légers de haute performance.
Dans ce guide, apprenez les bases de la fabrication de pièces en fibre de carbone, y compris les différentes méthodes de mise en page, de stratification et de moulage en fibre de carbone, et comment vous pouvez utiliser l'impression 3D pour fabriquer des moules en fibre de carbone pour réduire les coûts et gagner du temps.
Trois méthodes pour créer des pièces en fibre de carbone
La fabrication de polymères renforcés par des fibres, tels que des pièces en fibre de carbone, est un processus habile et exigeant beaucoup de main-d'œuvre utilisé dans la production ponctuelle et par lots. Le temps de cycle varie d'une heure à 150 heures en fonction de la taille et de la complexité de la pièce. Typiquement dans la fabrication de FRP, les fibres droites continues sont réunies dans la matrice pour former des couches individuelles, qui sont stratifiées couche par couche sur la partie finale.
Les propriétés composites sont induites par les matériaux autant que par le processus de stratification : la façon dont les fibres sont incorporées influe fortement sur les performances de la pièce. Les résines thermodurcissables sont formées avec le renforcement dans un outil ou un moule, et durcis pour former un produit robuste. Il existe diverses techniques de stratification disponibles, qui peuvent être différenciées en trois types principaux:
- Disposition humide
Dans la mise en place humide, la fibre est coupée et posée dans le moule puis la résine est appliquée via une brosse, un rouleau ou un pistolet à pulvérisation. Cette méthode nécessite le plus de compétences pour créer des pièces de haute qualité, mais c'est également le flux de travail le moins cher avec les exigences les plus faibles pour commencer à fabriquer des pièces en fibre de carbone bricolage. Si vous êtes nouveau à la fabrication de pièces en fibre de carbone et que vous n'êtes pas encore équipé, nous vous recommandons de commencer par le stratification manuel à poser humide.
- Laminage préprépréalable
Avec la stratification préimprégnée, la résine est infusée dans la fibre devant. Les feuilles préimprégnées sont stockées au froid pour inhiber la guérison. Les plis sont ensuite durcis dans le moule sous chaleur et pression dans un autoclave. Il s'agit d'un processus plus précis et répétable car la quantité de résine est contrôlée, mais c'est aussi la technique la plus chère qui est généralement utilisée dans les applications à haute performance.
3.Moulage de transfert de résine (RTM)
Avec le moulage RTM, la fibre sèche est insérée dans un moule en deux parties. Le moule est serré avant de forcer la résine dans la cavité à haute pression. Il est généralement automatisé et utilisé pour la fabrication en plus grand volume.
Créer des moules pour la fabrication de pièces en fibre de carbone avec l'impression 3D
Parce que la qualité du moule a un impact direct sur la qualité de la pièce finale, la fabrication d'outils est un aspect critique de la fabrication de FRP. La plupart des moules sont produits à partir de cire, de mousse, de bois, de plastique ou de métal par usinage CNC ou artisanat. Bien que les techniques manuelles soient très intensives en main-d'œuvre, l'usinage CNC suit toujours un flux de travail complexe et chronologique, en particulier pour les géométries complexes, et l'externalisation coûte généralement cher, avec de longs délais de livraison. Les deux options nécessitent des travailleurs qualifiés et offrent peu de flexibilité sur les itérations de conception et les ajustements du moule.