Comment c'est fait :l'art de la fabrication de fibre de carbone

Il n'y a rien de tel que la fibre de carbone. La fabrication de fibre de carbone est une méthode unique et fascinante lorsqu'elle est explorée plus en détail.

Pour tout savoir sur la fibre de carbone, continuez à lire ci-dessous.

La vérité sur la fabrication de fibre de carbone

Comme d'autres matériaux, la fibre de carbone de qualité commence par un composant de base :le polyacrylonitrile (PAN). 90% des fibres de carbone en sont faites. Les 10 % restants :brai de pétrole ou rayonne.

Les fabricants utilisent une variété de liquides et de gaz pour fabriquer de la fibre de carbone. Pendant la filature, la fibre de carbone PAN de fabrication se mélange à d'autres ingrédients pour être filée en fibres. Ensuite, les fibres vont se laver et être étirées.

Vient ensuite la stabilisation. Au cours de cette étape, les fibres sont chauffées pendant 30 à 120 minutes à 390 à 590 ° F. Quelques événements se produisent tout au long de cette étape.

Premièrement, les fibres reçoivent les molécules d'oxygène de l'air. Ce faisant, le motif de liaison atomique se réorganise au cours des réactions chimiques. Les techniques et équipements utilisés dans les procédés de stabilisation commerciaux varient d'un procédé à l'autre.

Certains procédés tirent les fibres à travers des chambres chauffées. D'autres les font passer à travers des rouleaux chauds et à travers des matériaux en vrac.

Après la stabilisation vient la carbonisation. Les fibres stabilisées chauffent dans un four étouffant de 1 830 à 5 500 °F pendant plusieurs minutes avec un mélange de gaz sans oxygène. L'absence d'oxygène empêche les fibres de brûler.

Le chauffage des fibres leur fait perdre leurs atomes non carbonés et même certains atomes de carbone. Cela prend la forme de gaz comme l'ammoniac, la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone, l'azote, l'hydrogène, etc. Alors que les atomes non carbonés fuient, les atomes de carbone restants forment des cristaux de carbone étroitement liés.

En savoir plus sur la science derrière la fibre de carbone

Le processus de fabrication ne s'arrête pas là.

Une fois que les fibres se carbonisent, la surface s'oxyde quelque peu. L'ajout d'atomes d'oxygène à la surface permet plus de liaisons chimiques. Il rend également la surface rugueuse et mordante pour faciliter une meilleure adhérence mécanique.

Les fabricants oxydent les fibres en les mettant dans du dioxyde de carbone, de l'air, de l'ozone ou d'autres gaz. Ou ils utilisent des liquides comme l'acide nitrique ou l'hypochlorite de sodium.

Les fibres peuvent également être transformées en borne positive dans un bain de matériaux électriquement conducteurs pour les enrober électrolytiquement. À tout moment, les fabricants doivent contrôler soigneusement le traitement de surface pour éviter la formation de piqûres et d'autres petits défauts de surface. Ceux-ci pourraient provoquer une défaillance de la fibre.

La dernière étape du processus de fabrication de la fibre de carbone est le dimensionnement. C'est le processus de revêtement des fibres pour les protéger contre les dommages pendant le tissage ou l'enroulement. Les matériaux de revêtement fonctionnent avec l'adhésif utilisé dans la fabrication de matériaux composites.

Les fibres enduites sont ensuite enroulées à la main sur des bobines au cours des mini-étapes finales de fabrication des produits faits à la main. Enfin, les bobines tournent dans la machine et les fibres deviennent du fil.

Un voyage en plusieurs étapes

Comme vous pouvez le voir, le processus de fabrication de la fibre de carbone est un cheminement prudent et délibéré vers la perfection de la fibre de carbone. Des avancées bien planifiées, calculées et hautement scientifiques conçues pour la fibre de carbone.

Si votre entreprise souhaite que de la fibre de carbone fabriquée à la main soit aussi méticuleusement que le processus décrit ci-dessus, demandez un devis gratuit à SMI Composites dès aujourd'hui.