La nouvelle orientation du développement de la technologie des fibres de carbone à base de PAN se reflète dans trois aspects : l'amélioration des propriétés des fibres de carbone, la technologie des résines matricielles et la technologie de moulage.
Amélioration des propriétés des fibres de carbone
Pour répondre aux exigences de performance spécifiques à l'application et équilibrer la résistance, le module d'élasticité et le coût, plusieurs approches sont explorées. La résistance à la compression peut être augmentée de 1,3 à 2,0 fois par la mise en œuvre d'ions de bore accélérés à haute tension, qui affine la structure cristalline. La fibre de carbone à base de PAN a atteint un module élastique de 690GPa et une résistance à la traction de 3,4GPa. Le contrôle de l'interface vise à renforcer la résistance aux chocs en équilibrant la liaison entre les fibres de carbone et la résine de la matrice par le biais d'un traitement de surface de l'interface des fibres de carbone. Des efforts sont également déployés pour réduire le coût des fibres de carbone.
Technologie des résines matricielles
Il s'agit de résines résistantes à la chaleur, polymérisées à basse température, de résines thermofusibles et de résines ignifuges. La combinaison de nanofibres de carbone avec des résines préimprégnées de fibres de carbone améliore la résistance au pelage et la résistance à la compression entre les couches.
Technologie du moulage
L'accent est mis sur le développement de technologies de moulage et de matériaux intermédiaires plus rapides, rentables et adaptés à la production de masse. Les technologies de moulage à grande vitesse progressent, notamment le moulage par infusion de résine, le moulage par infusion de film de résine (RFI), le moulage RTM, le moulage par pultrusion, le moulage par enroulement à grande vitesse (FW) et le moulage SMC/BMC. Dans le domaine du moulage en autoclave de pièces d'avion, des machines de stratification automatiques à commande numérique (NC) sont introduites pour optimiser l'efficacité de la stratification des pré-imprégnés courbes. Une technologie de placement des fibres entièrement automatique est en cours de développement pour la stratification des matériaux de moulage composites. Les technologies de moulage sans chauffage, telles que le faisceau d'électrons et le durcissement à la lumière, permettent de fabriquer à faible coût et avec de hautes performances des composites structurels à grande échelle. L'évolution de la technologie de moulage RTM met l'accent sur la production de masse, la basse pression, la basse température et les réglages flexibles des fibres de renforcement. Le moulage intégral des matériaux de renforcement, des matériaux du noyau du sandwich et des inserts permet la production de composants de grande taille tels que les coques. En outre, le système de thermoformage ACM est en cours de développement pour le moulage de feuilles ACM avec des matrices de résine thermoplastique renforcées par des fibres continues.
