AeroLas vise l'industrialisation des fils de fibre de carbone

AeroLas GmbH (Munich, Allemagne) a développé un procédé de filage par lequel des filaments discontinus de fibre de carbone peuvent être combinés avec une fibre thermoplastique pour créer un matériau de fil qui a une application potentielle dans la fabrication additive, l'impression 3D et d'autres procédés de fabrication de composites.

La technologie d'AeroLas est un dérivé du filage traditionnel, qui utilise un essoreur à anneaux (voir photo). Michael Muth, directeur exécutif d'AeroLas, note que cette fileuse à anneaux, utilisée pour filer 80 pour cent du fil mondial, est incompatible avec les filaments de fibre de carbone. Le « voyageur » de l'anneau, qui guide les filaments sur une bobine (flic) située au centre de l'anneau, est trop tranchante et provoque la rupture des filaments de fibre de carbone.

Pour résoudre ce problème, AeroLas s'est tourné vers la technologie à coussin d'air, que l'entreprise a développée pendant plusieurs décennies pour des centaines d'applications industrielles. Un roulement à air, comme son nom l'indique, remplace les roulements métalliques traditionnels par de l'air sous pression pour créer un espace entre deux surfaces de friction.

En utilisant cette technologie, AeroLas a repensé l'anneau rotatif pour créer une conception d'anneau dans un anneau, avec de l'air sous pression introduit dans l'espace entre les deux pour faciliter la rotation. Cette conception évite le besoin d'un traveller traditionnel et a permis à AeroLas de passer à un traveller incurvé et arrondi qui ne casse pas les filaments de fibre de carbone (voir photo et vidéo).

Muth dit que la société a passé les derniers mois à travailler avec des fibres de carbone de différentes longueurs, en les combinant avec des fibres thermoplastiques, pour déterminer la longueur de fibre optimale du processus de filage. Les résultats préliminaires, dit-il, indiquent que la longueur idéale du filament de fibre de carbone est d'environ 80 millimètres. La société a créé un fil prototype qui combinait de la fibre de carbone coupée avec du polyamide 6 (PA6) et a proposé des échantillons pour évaluation par les fabricants d'additifs. Les commentaires préliminaires, dit Muth, ont été positifs. De plus, AeroLas a présenté son matériel au salon JEC World 2019 à Paris (12-14 mars) et y a également suscité un vif intérêt de la part des fournisseurs de matériel et des équipementiers.

Muth dit que le processus peut combiner la fibre technique avec n'importe quelle fibre thermoplastique, mais la majeure partie du travail de l'entreprise à ce jour a été avec la fibre de carbone. En particulier, AeroLas considère son procédé de filage comme une cible idéale pour les fibres de carbone recyclées. Muth note que la plupart des fibres de carbone recyclées sont converties en un format non tissé qui, bien qu'utile, ne tire pas parti des propriétés mécaniques disponibles dans la fibre.

« Airbus et Boeing ont beaucoup de déchets et ils ont besoin d'une solution pour les transformer en un produit utilisable », déclare Muth. « En fait, nous préférons l'appeler upcycling, car notre processus préserve la valeur de la fibre de carbone en la maintenant orientée dans la même direction. » Muth note également que le fil est flexible et que le petit rayon de courbure le rend idéal pour l'impression 3D.

La prochaine étape pour AeroLas, selon Muth, est l'industrialisation et la commercialisation de la technologie de filage. Parce que la filature de fil ne fait pas partie du cœur de métier d'AeroLas, l'objectif est de former une nouvelle entité corporative, d'embaucher des ingénieurs et de construire une machine à filer à l'échelle de la production. Cela, cependant, nécessitera des investissements substantiels, que Muth et son équipe recherchent actuellement auprès d'investisseurs intéressés.

Pour plus d'informations, visitez www.aerolas.de/en/main/textile_technology.htm ou envoyez un e-mail à [email protected].