Qu'est-ce que la fibre de carbone forgée ? Le guide ultime des composites forgés

Bienvenue dans le guide ultime du carbone forgé, alias la fibre de carbone forgée, alias les composites forgés. Nous allons approfondir tout, de ce que c'est, en quoi c'est différent de la fibre de carbone standard, combien ça coûte, comment c'est fait, et plus encore.

CONNEXES :Comment fabriquer de la fibre de carbone à partir de zéro à la maison

Pourquoi devriez-vous faire confiance à ce que nous disons? Carbon Fiber Gear est spécialisé dans la fibre de carbone depuis 2007. Nous vivons ce genre de choses. La plupart des gens qui découvrent la fibre de carbone ont tendance à penser à des choses comme des pièces de voiture ou des vélos. Nous fabriquons des produits de style de vie comme des portefeuilles en fibre de carbone, des étuis pour iPhone en fibre de carbone, des bagues en fibre de carbone et avons même une collection de produits en fibre de carbone forgé. Si vous avez une affinité pour les matériaux en fibre de carbone et que vous aimez l'idée de les intégrer à votre style de vie, vous êtes au bon endroit.

Une fois que vous aurez fini de lire ceci, vous serez un expert en fibre de carbone forgée. Utilisez notre table des matières pour en savoir plus sur une partie spécifique que vous souhaitez connaître, faites défiler et assimilez tout.

Dans cet article :

1. La fibre de carbone que vous connaissez déjà
2. Qu'est-ce que le carbone forgé, également appelé composite forgé ?
3. Comment est fabriquée la fibre de carbone forgée ?
4. Quand est-il judicieux d'utiliser du carbone forgé ?
5. La fibre de carbone forgée est-elle chère ?
6. La fibre de carbone forgée est-elle meilleure ?
7. Comment les composites forgés ont commencé
8. Demande de carbone forgé

 

1. La fibre de carbone que vous connaissez déjà

La fibre de carbone que la plupart d'entre nous avons l'habitude de voir dans le motif que nous aimons commence à partir d'un tissu tissé à sec appelé sergé 2x2 ou tissage en diagonale. De là, il est placé dans un moule, infusé de résine et durci pour devenir une pièce rigide en fibre de carbone. Tout est dit et fait ; une partie ressemble à ceci :

Sur la photo :horloge en fibre de carbone fabriquée avec des morceaux d'une vraie voiture de Formule 1. Tissu en fibre de carbone sergé.

Une autre fibre de carbone tissée courante est une 1x1, également connue sous le nom d'armure toile.

Sur la photo :stylo en fibre de carbone Gear Stealth 2.0 avec fibre de carbone à armure toile.

Ce sont quelques-unes des manières les plus courantes de tisser et de voir la fibre de carbone dans ses parties finales. C'est probablement ce que vous avez déjà vu sur des choses, des cadres de vélo aux tableaux de bord OEM d'une Tesla.

En savoir plus sur les motifs de tissage en fibre de carbone ici :Fibre de carbone comme vous n'en avez jamais vu.

 

2. Qu'est-ce que le carbone forgé, également connu sous le nom de composite forgé ?

Fibre de carbone forgée contre fibre de carbone, c'est parti.

La principale différence entre les fibres de carbone tissées régulières et la fibre de carbone forgée (alias composite forgé) est qu'elle est fabriquée à partir d'une pâte ou de minuscules fibres de carbone hachées. Il n'y a pas de motif distinct car les fibres sont orientées de manière entièrement aléatoire, de sorte que chaque produit fini en carbone forgé sera unique.

Le produit fini a une esthétique totalement différente de son homologue tissé, qui ressemble plus à une fibre de carbone marbrée qu'à un tissu tissé :

 

3. Comment est fabriquée la fibre de carbone forgée ?

Alors, comment pouvons-nous obtenir un produit final aussi radicalement différent ? Avec le carbone forgé/composite forgé, les fibres de carbone hachées sont généralement placées dans un moule de compression. De la résine est infusée à l'intérieur, et tout est ensuite compressé dans le moule en utilisant beaucoup de pression (obtenez-le, moule de compression 😛):

Sur la photo :presses hydrauliques Langzauner, produisant des pièces SMC en fibre de carbone. Source :Composites World.

Ce processus est similaire au forgeage des métaux, d'où le nom Forged Carbon. Techniquement, la méthode de moulage par compression est la seule façon authentique d'appeler quelque chose de forgé. Il existe quelques autres façons d'obtenir l'apparence du carbone forgé sans avoir besoin d'un moule de compression qui mérite d'être discuté.

FIBRE DE CARBONE FORGÉ PRÉ-IMPRÉGNÉ

Si vous n'êtes pas familier avec le préimprégné, c'est un concept assez simple. En règle générale, lors de la fabrication d'une pièce en fibre de carbone, vous prenez un tissu sec, le mettez dans un moule, puis infusez (c'est-à-dire imprégnez) le matériau avec une résine époxy. Il y a tout un processus pour s'assurer que vous utilisez le meilleur rapport résine/tissu (peut-être un sujet pour un autre article ?). D'autre part, le pré-imprégné est "pré-imprégné" avec la résine époxy (à un rapport parfait) lorsque vous obtenez le matériau. Le pré-imprégné est excellent, mais il est cher, nécessite un stockage au froid et finit par expirer s'il n'est pas utilisé.

De retour au pré-imprégné de fibres hachées, cela vous arriverait essentiellement dans une feuille que vous pourriez superposer sur un produit existant ou utiliser dans la couche externe de votre moule pour obtenir le look carbone forgé sans utiliser de moule de compression.

TISSU SEC DE CARBONE FORGÉ

Un matériau unique que nous avons trouvé était un tissu spécial en carbone forgé sec fabriqué par Ulticarbon. Ce matériau fusionne une couche de fibres coupées avec un support fin en fibre de carbone non tissé.

Cela maintient délicatement toutes les fibres coupées ensemble, qui peuvent ensuite avoir de la résine époxy appliquée pour terminer votre projet. C'est une excellente alternative au préimprégné car il n'y a pas de résine et ne nécessite donc pas de stockage au froid ni de date de péremption. C'est toujours un matériau coûteux, et vous devrez pouvoir appliquer votre résine sur le matériau pour créer votre pièce finie.

Voici un exemple de fabrication d'une pièce avec ce matériau :

FIBRES HACHÉES À LA MAIN

L'alternative la moins chère consiste à acheter des fibres coupées, généralement vendues à la livre et en différentes longueurs. Vous pouvez ensuite soit placer ces fibres dans un moule à la main, soit les superposer sur un produit existant lorsque vous cherchez juste à obtenir l'esthétique.

Sur la photo :fibres de carbone hachées.
Source :ACP Composites

Vous pouvez même prendre un tissu et le découper vous-même comme ils l'ont fait dans cette vidéo :

 

4. Quand est-il judicieux d'utiliser du carbone forgé ?

En dehors d'essayer d'obtenir le look Forged Carbon, pourquoi l'utiliseriez-vous sur un tissu tissé ?

Grande question. Je suis content que vous ayez demandé ! Il y a 2 raisons principales pour lesquelles vous choisiriez un carbone forgé :la forme et la vitesse.

Avec un tissu tissé, il existe certaines limites aux formes que vous pouvez créer. Des choses comme un coin à 90 degrés sont impossibles à faire avec un tissu tissé, car vous ne pouvez tout simplement pas froisser parfaitement le matériau dans le coin.

La pose d'un tissu peut prendre beaucoup de temps, avec beaucoup de marge d'erreur. Le carbone forgé peut prendre n'importe quelle forme (le moule est votre limite) et vous pouvez pomper des pièces très rapidement. De plus, vous pouvez créer une pièce tridimensionnelle solide qui peut être usinée davantage.

 

5. La fibre de carbone forgée est-elle chère ?

Lorsque vous parlez d'utiliser du carbone forgé dans un environnement de production pour créer un volume élevé de pièces, vous devez suivre la voie du moulage par compression mentionnée ci-dessus.

L'un des inconvénients est que le coût initial de fabrication d'un moule par compression (sans parler de la possibilité de faire du moulage par compression en premier lieu) est plusieurs fois plus cher que vos moules standard, qui ne sont déjà pas bon marché. C'est l'une des raisons pour lesquelles il est logique de considérer le carbone forgé lorsque vous pompez des tonnes et des tonnes de pièces, afin que vous puissiez aider à répartir les coûts initiaux sur chaque pièce.

Mettons quelques chiffres derrière cela afin que vous puissiez avoir une compréhension précise de ce à quoi il faut penser. Supposons qu'il en coûte 25 000 $ pour fabriquer votre moule de compression initial. Ensuite, il vous en coûte 100 $ pour fabriquer chaque partie. Si vous ne construisez qu'une seule pièce à partir de ce moule, cette pièce vous coûtera un total de 25 100 $. Si vous pouvez en fabriquer 10 000 pièces, votre coût par pièce devient de 102,50 $. Le coût initial du moule n'a ajouté que 2,50 $ (2,5 %) par pièce à ce volume.

 

6. La fibre de carbone forgée est-elle meilleure ?

Il convient de noter que les amateurs de fibre de carbone souligneraient que vous pouvez fabriquer une pièce plus solide avec un tissu tissé standard. Le tissu tissé peut être plus résistant et plus durable en raison du contrôle de sa résistance à la traction, de la ou des directions dans lesquelles le tissu est aligné. Vous avez un contrôle total sur la résistance, alors que les fibres coupées sont courtes et ne sont pas alignées dans une direction particulière.

Chaque méthode a ses avantages et ses inconvénients, et cela dépend vraiment de l'application et du produit final quant à la méthode qui a le plus de sens. Les principaux facteurs et exigences auxquels il faut penser sont (sans ordre particulier) :

• Esthétique
• Force
• Volume partiel
• Forme
• Coût
• Temps

CONNEXE :Quelle est la résistance de la fibre de carbone ? | Découvrez ce qui rend cet élément si difficile

 

7. Comment les composites forgés ont commencé

Lors d'un projet pour Boeing, le Dr Paolo Feraboli a inventé la technologie de ce qui serait appelé Forged Composites par Lamborghini. En 2008, le Dr Feraboli l'a encore développé avec Callaway et Lamborghini en même temps.

Ce développement initial conduit à deux versions majeures du produit. De Callaway est venu le pilote Diablo Octane :

Dans le même temps, Lamborghini a développé un concept car dont vous vous souvenez peut-être, appelé Sesto Elemento :

Ce fut l'occasion pour Lamborghini de montrer comment les composites forgés peuvent être utilisés dans un véhicule, et le Sesto Elemento en était un hommage. L'ensemble du châssis monocoque, les bras de suspension et des tonnes d'autres morceaux ont tous été fabriqués à partir de composites forgés.

Depuis la sortie du concept, Lamborghini utilise le matériau dans de plus en plus de ses véhicules grand public, comme dans la Huracán Performante :

Comme ceux-là ? Vous allez adorer :

• Street Legal Pagani Zonda Revolucion
• Porsche Taycan avec kit aérodynamique en fibre de carbone 
• Ford GT500 avec accessoires en fibre de carbone

 

8. Demande de carbone forgé

Le lancement très médiatisé du matériau par Lamborghini a vraiment aidé à le faire entrer dans le grand public et à populariser le carbone forgé comme alternative aux tissus tissés traditionnels. Même dans notre propre clientèle avec des produits de style de vie, nous avons vu de plus en plus de demandes de produits.