Fabrication de produits en fibre de carbone :points de contrôle de la qualité et mesures d'atténuation

Le processus de fabrication de la fibre de carbone est complexe et difficile. Les variables de processus telles que le temps, la température, le débit de gaz et la composition chimique doivent être étroitement surveillées à chaque étape de la production.

Dans cet article, nous vous expliquerons comment contrôler l'ensemble du processus de fabrication à partir des trois aspects suivants :

• Points clés dela fabrication de la matière première 
• Comment fabriquer de bonnes pièces en fibre de carbone , et
• Quels problèmes peut survenir et comment résoudre eux.

Après avoir parcouru le passage, vous êtes en mesure de surveiller l'ensemble du processus de fabrication et de savoir sur quels types de détails vous devez vous concentrer afin de fabriquer les meilleurs produits en fibre de carbone avec haute efficacité .

1. Comment fabriquer une bonne matière première ?

Pour fabriquer de bons produits, tous les fabricants doivent choisir de bonnes matières premières dans un premier temps, puis concentrez-vous sur les dernières technologies . Les paragraphes ci-dessous vous donneront quelques conseils.

1.1 Utiliser un PAN de haute qualité

PAN de haute qualité est la principale condition préalable à la fabrication de fibre de carbone haute performance.

Fibre précurseur à haute purification , haute résistance , bonne densification et lisse surface sont le matériau principal pour la production de fibre de carbone haute performance.

La fabrication de la fibre de carbone doit partir du monomère de polymérisation de la fibre précurseur, dont la qualité détermine à la fois les propriétés de la fibre de carbone et le coût de production.

1. 2 Minimiser la teneur en impuretés

Minimiser la teneur en impuretés est une mesure fondamentale pour améliorer la résistance à la traction de la fibre de carbone, qui est également un sujet brûlant pour les chercheurs. Dans un sens, le processus d'augmentation de la résistance est essentiellement un processus de réduction de la teneur en impuretés.

1.3 Raccourcir le temps de pré-oxydation

Dans le processus de pré-oxydation, sous le principe d'assurer l'homogénéisation, le temps de pré-oxydation doit être raccourci autant que possible, ce qui est un problème directionnel de réduction des coûts de production.

1.4 Technologie et équipement haute température

La température de carbonisation est généralement comprise entre 1 300 et 1 800 °C , et la température de graphitisation est généralement comprise entre 2 500 et 3 000 °C .

Lorsque l'équipement est censé fonctionner en continu à une température aussi élevée, il est particulièrement important de se concentrer sur les dernières technologies à haute température, telles que la technologie des micro-ondes, la technologie plasma et la technologie de chauffage par induction sous protection par gaz inerte et dans des conditions anaérobies.

2. Comment fabriquer des pièces en fibre de carbone ?

Lorsqu'il s'agit de fabriquer des pièces ou des produits en fibre de carbone, les fabricants disposent généralement les fibres de carbone dans différentes directions et en différentes couches pour former une forme de pièce.

Ensuite, la fibre de carbone est solidifiée sous une certaine pression et température. Il existe généralement 4 méthodes différentes comme suit :

2.1 Moulage en pâte

Le moulage en pâte est un manuel traditionnel à l'envers méthode de traitement.

Le trempage est appliqué manuellement sur le moule puis durci. L'avantage est que le processus peut fabriquer facilement des pièces complexes , et il convient à la fabrication en petits lots .

Mais l'inconvénient réside dans une faible efficacité de production, une forte intensité de travail et une mauvaise précision dimensionnelle.

2.2 HP-RTM

Dans ce processus, le matériau en fibre de carbone est placé dans un moule fermé. Injectez ensuite de la résine dans le moule pour former un solide sous vide et sous pression. Ce processus est appelé injection haute pression , ce qui est assez simple et peut économiser des coûts d'équipement supplémentaires avec contrôle informatique .

L'injection à haute pression avec moulage à haute température peut être utilisée pour préparer des pièces structurelles intégrales avec une grande taille, une structure complexe et une surface lisse.

En utilisant le processus HP-RTM, la consommation de matières premières est assez faible et la qualité du produit est stable, ce qui est adapté à la production à grande échelle .

De plus, l'injection de résine peut grandement réduire la toxicité des gaz volatils au corps humain et à l'environnement pendant le processus de durcissement de la résine.

2.3 Moulage humide

Le moulage par voie humide est une alternative économique au processus HP-RTM avec un processus plus simple et des temps de cycle plus courts, qui peuvent être utilisés pour produire des pièces en CFRP possédant une faible complexité tridimensionnelle et une grande surface telle que des toits, des portes, des capots, des pare-chocs, une valise, etc.

Ses avantages sont évidents : la résine est rapidement enduite dans un environnement ouvert sans écoulement forcé de la résine dans le moule, entraînant la réduction des bulles .

En outre, le processus de revêtement de résine et le processus de durcissement des composants peuvent être effectués simultanément. En conséquence, le cycle de production peut être raccourci à moins de 180 secondes .

3. Quels problèmes peuvent survenir et comment les résoudre ?

Bien que vous ayez concerné toutes les étapes clés que nous avons mentionnées précédemment, parfois quelques petits problèmes se produiront encore. Nous devons donc savoir quels problèmes peuvent survenir, afin de mieux les gérer avec des solutions.

Lorsque vous trouvez une accumulation de résine et manque partiel de matériel , vous devez savoir que cela peut être dû à une mauvaise uniformité des matériaux subsidiaires ou un mauvais rapport pour l'époxy .

Parfois, la conception du produit et conception de moules sont vraiment mauvais, et vous devez optimiser les produits ou les moules.

Les causes des problèmes sont différentes, pensez donc à les traiter en fonction des situations spécifiques.

C'est tout ce qui concerne les problèmes de contrôle de la qualité de la fibre de carbone, et nous espérons que cela sera utile. N'hésitez pas à laisser votre commentaire ci-dessous si vous avez des questions.

Remarque  : Nous ne sommes pas propriétaires des images utilisées dans cet article. N'hésitez pas à nous contacter s'ils vous appartiennent, et nous les retirerons aussi vite que possible.