AeroLas accélère la production de fils de fibre de carbone pour la fabrication avancée

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

 

Filature par anneau à coussin d'air pour fibres de carbone. SOURCE | AeroLas.

 

La technologie d'AeroLas est un dérivé de la filature traditionnelle, qui utilise un fileur à anneau (voir photo). Michael Muth, directeur exécutif chez AeroLas, note que ce fileur à anneau, utilisé 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 (cop) située au centre de l'anneau, est trop tranchant et cause la rupture des filaments de fibre de carbone.

Pour résoudre ce problème, AeroLas s'est tourné vers la technologie de coussin d'air, que l'entreprise a développée sur plusieurs décennies pour des centaines d'applications industrielles. Un coussin d'air, comme son nom l'implique, 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 de filature pour créer un design anneau-dans-anneau, avec de l'air sous pression alimenté dans l'espace entre les deux pour faciliter la rotation. Ce design élimine le besoin d'un voyageur traditionnel et a permis à AeroLas de passer à un voyageur courbé 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, les combinant avec des fibres thermoplastiques, pour déterminer la longueur optimale de filament de fibre de carbone pour le processus de filature. Les résultats préliminaires, dit-il, indiquent que la longueur idéale de filament de fibre de carbone est d'environ 80 millimètres. La société a créé un fil prototype qui combinait de la fibre de carbone hachée avec du polyamide 6 (PA6) et a offert des échantillons pour évaluation par des fabricants additifs. Les retours préliminaires, dit Muth, ont été positifs. De plus, AeroLas a apporté son matériau au salon JEC World 2019 à Paris (12-14 mars) et a reçu un fort intérêt là aussi de la part de fournisseurs de matériaux et d'OEM.

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

« Airbus et Boeing ont beaucoup de rebuts et ils ont besoin d'une solution pour les amener en produit utilisable », dit Muth. « Nous préférons en fait l'appeler upcycling, car notre processus préserve la valeur de la fibre de carbone en la gardant orientée dans la même direction. » Muth note aussi que le fil est flexible et le petit rayon de courbure le rend idéal pour l'impression 3D.

La prochaine étape pour AeroLas, dit Muth, est l'industrialisation et la commercialisation de la technologie de filature. Comme la filature de fil sort du champ d'activité principal d'AeroLas, l'objectif est de former une nouvelle entité corporate, embaucher des ingénieurs et construire une machine de filature à l'échelle de production. Cela nécessitera cependant un investissement substantiel, que Muth et son équipe cherchent actuellement auprès d'investisseurs intéressés.

Pour plus d'informations, visitez www.aerolas.de/en/main/textile_technology.htm ou envoyez un email à js@aerolas.de.