La fibre de carbone pré-imprégnée est un matériau composite de haute performance composé de fibre de carbone et de résine pré-imprégnée. Il s'agit d'un matériau intermédiaire essentiel dans le processus de fabrication des matériaux composites en fibre de carbone. Il est largement utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile, l'énergie éolienne, les équipements sportifs et d'autres domaines exigeant des performances élevées.

Composition de base

La fibre de carbone pré-imprégnée est principalement composée de deux parties :

Renforcement en fibre de carbone : En général, la fibre de carbone à haute résistance et à haut module est utilisée comme renfort dans une certaine disposition (disposition unidirectionnelle ou forme de tissu).

Système de résine pré-imprégnée : y compris des matériaux de matrice tels que la résine époxy, la résine phénolique, la résine polyimide, et peuvent contenir des additifs tels qu'un agent de durcissement, un agent de renforcement, un retardateur de flamme, etc.

Processus de fabrication

Le processus de production des fibres de carbone pré-imprégnées comprend les étapes suivantes :

• Préparation du tissu/du fil en fibre de carbone : sélectionner les matériaux en fibre de carbone appropriés et ajuster leur disposition en fonction de l'utilisation finale.
• Préparation du système de résine : préparer la matrice de résine appropriée en fonction des exigences de performance et ajuster sa viscosité, sa température de durcissement et d'autres paramètres.
• Processus d'imprégnation : La fibre de carbone est uniformément imprégnée de résine par des procédés tels que l'enduction, la fusion à chaud ou l'imprégnation au solvant.
• Traitement de semi-cuisson : Grâce au contrôle de la température et de la durée, la résine atteint le stade B approprié, c'est-à-dire l'état de semi-cuisson, qui convient au stockage et au traitement ultérieur.
• Enroulement/tranchage : Le pré-imprégné est enroulé ou coupé en dimensions appropriées pour le moulage ultérieur.

Caractéristiques

La fibre de carbone pré-imprégnée présente les principales caractéristiques suivantes :

• Résistance et module spécifiques élevés : La résistance spécifique et le module spécifique dépassent de loin ceux des matériaux métalliques tels que l'acier et les alliages d'aluminium.
• Excellente résistance à la corrosion : Il n'est pas affecté par les facteurs environnementaux généraux (tels que l'eau, l'acide et l'alcali).
• Bonne capacité de conception : Les performances peuvent être optimisées en ajustant l'angle de pose, le nombre de couches et le système de résine.
• Léger : Une faible densité permet de réduire considérablement le poids de la structure, ce qui convient particulièrement aux industries aérospatiale et automobile.
• Traitement pratique : Il possède une forte plasticité dans des conditions de chauffage et de durcissement, et convient à une variété de processus de moulage tels que la pose automatique de fibres, la pose manuelle et l'autoclave.

Domaines d'application

La fibre de carbone pré-imprégnée est largement utilisée dans les domaines suivants en raison de ses excellentes propriétés mécaniques et de sa légèreté :

• Aérospatiale : fuselage d'avion, ailes, capot de moteur, pièces de fusée, etc.
• Fabrication automobile : carrosserie de voiture de sport haut de gamme, cadre, arbre de transmission, etc.
• Industrie de l'énergie éolienne : pales d'éoliennes, en particulier les grandes pales.
• Articles de sport : raquettes de tennis, cadres de bicyclettes, skis, clubs de golf, etc.
• Matériel médical : Planches de radiologie, prothèses, etc.

Précautions de stockage et d'utilisation

• Stockage à basse température : généralement stocké à une température inférieure à -18°C pour éviter un durcissement prématuré de la résine.
• Durée de stockage limitée : les performances se dégradent généralement après quelques semaines de stockage à température ambiante.
• Éviter l'humidité : la fibre de carbone est sensible à l'humidité, et l'absorption d'humidité peut affecter les performances du produit final.

Tendance de développement

• Préimprégnés respectueux de l'environnement : développer des systèmes de résine verts à faible teneur en composés organiques volatils (COV).
• Systèmes de résine haute performance : amélioration de la résistance aux températures élevées, de la ténacité et de la capacité d'autoréparation.
• Fabrication intelligente : Combinée à la technologie de stratification automatisée, elle permet d'améliorer l'efficacité de la production et le contrôle de la qualité.