Fabrication de fibre de carbone :processus, applications et avantages

La fabrication de la fibre de carbone est le processus de création de plastiques renforcés de fibres de carbone (CFRP). Les produits fabriqués à partir de fibre de carbone offrent l'un des rapports résistance/poids les plus élevés de tous les matériaux, et offrent également des propriétés thermiques et conductrices supérieures. Cette haute résistance et ce faible poids font de la fabrication de la fibre de carbone un choix populaire dans les secteurs de l'aérospatiale, de la marine et des articles de sport. Certains mélanges de matériaux en fibre de carbone peuvent également être appelés graphite.

Le processus de fabrication de la fibre de carbone commence lorsque les producteurs transforment les matières premières en fins brins de carbone. Ils commencent avec une base de goudron de houille, ou brai, qui est utilisée pour fabriquer des produits en fibre de carbone bas de gamme. Pour les produits de haute qualité, les fabricants commencent par un matériau de base, le polyacrylonitrile, composé de propylène et d'ammoniac. Après que ce matériau de base ait été chauffé plusieurs fois, sa structure change radicalement. Finalement, le matériau se transforme en une chaîne de molécules de carbone et toutes les autres molécules disparaissent.

Ces molécules de carbone sont mélangées à des produits chimiques et soumises à un processus appelé filage humide. Lors de la filature humide, le mélange de carbone liquide passe à travers une filière appelée filière, qui comporte de nombreux petits trous. La filière transforme le matériau en filaments de carbone longs et minces. En mélangeant ces filaments avec de l'époxy ou d'autres résines, les fabricants peuvent produire du CFRP.

La production de fibre de carbone est assez précise et même un petit changement pendant la production peut avoir un impact sur la qualité du produit. Chaque usine de fabrication de fibres de carbone utilise son propre mélange unique de matériaux de base, de produits chimiques et de plages de température tout au long de ce processus de fabrication. Cela conduit à des différences subtiles entre les matériaux en fibre de carbone d'un fabricant à l'autre.

Les fabricants façonnent la fibre de carbone en une variété de produits en utilisant plusieurs types de procédés de fabrication. Ils peuvent créer des moules en fibre de verre ou en métal pour couler des pièces individuelles. Les plastiques fondus renforcés de fibres de carbone sont souvent recouverts de feuilles de treillis pour plus de résistance et de stabilité pendant le processus de moulage. Les entreprises peuvent également extruder des plastiques en fibre de carbone fondus à travers une filière en acier pour former différentes formes.

Depuis son invention au milieu du XXe siècle, la fabrication de la fibre de carbone a été utilisée pour produire des avions, des bateaux et des automobiles. Depuis lors, il a également été largement utilisé pour produire des articles de sport comme des vélos, des raquettes de tennis et des clubs en or. Au début du 21e siècle, l'industrie de l'énergie éolienne était devenue le plus grand consommateur mondial de fibre de carbone, utilisée pour fabriquer des éoliennes à grande échelle.

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