Comment c’est fait : L’art de la fabrication de la fibre de carbone
Il n’y a rien de tel que la fibre de carbone. La fabrication de la fibre de carbone est une méthode unique et fascinante lorsqu’elle est explorée plus en détail.
Pour tout savoir sur la fibre de carbone, continuez à lire ci-dessous.
Les dessous de la fabrication de la fibre de carbone
Comme d’autres matériaux, la fibre de carbone de qualité commence par un composant de base : le polyacrylonitrile (PAN). 90% des fibres de carbone sont fabriquées à partir de celui-ci. Les 10% restants – brai de pétrole ou rayonne.
Les fabricants utilisent une variété de liquides et de gaz pour fabriquer la fibre de carbone. Pendant le filage, le PAN de fabrication de la fibre de carbone se mélange avec d’autres ingrédients pour être filé en fibres. Ensuite, les fibres seront lavées et étirées.
Vient ensuite la stabilisation. Au cours de cette étape, les fibres étant chauffage pendant 30-120 minutes à 390-590 ° F. Quelques choses se produisent tout au long de cette étape.
Premièrement, les fibres obtenir les molécules d’oxygène de l’air. Ce faisant, le modèle de liaison atomique se réarrange au cours des réactions chimiques. Les techniques et les équipements utilisés dans les procédés de stabilisation commerciaux varient d’un procédé à l’autre.
Certains procédés tirent les fibres à travers des chambres chauffées. D’autres les font passer sur des rouleaux chauds et à travers des matériaux en vrac.
Après la stabilisation vient la carbonisation. Les fibres stabilisées sont chauffées dans un four étouffant de 1 830 à 5 500° F pendant de nombreuses minutes avec un mélange gazeux sans oxygène. L’absence d’oxygène empêche les fibres de brûler.
La chaleur des fibres leur fait perdre leurs atomes non carbonés et même certains atomes de carbone. Cela prend la forme de gaz comme l’ammoniac, la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone, l’azote, l’hydrogène, et plus encore. Alors que les atomes non carbonés s’enfuient, les atomes de carbone restants forment des cristaux de carbone étroitement liés.
Plus de science derrière la fibre de carbone
Le processus de fabrication ne s’arrête pas là.
Une fois que les fibres se carbonisent, la surface s’oxyde quelque peu. L’ajout d’atomes d’oxygène à la surface permet une plus grande liaison chimique. Cela rend également la surface rugueuse et la grave pour faciliter une meilleure liaison mécanique.
Les fabricants oxydent les fibres en les mettant dans du dioxyde de carbone, de l’air, de l’ozone ou d’autres gaz. Ou bien ils utilisent des liquides comme l’acide nitrique ou l’hypochlorite de sodium.
On peut aussi faire des fibres la borne positive dans un bain de matériaux conducteurs d’électricité pour les revêtir électrolytiquement. À tout moment, les fabricants doivent contrôler soigneusement le traitement de surface pour éviter la formation de puits et d’autres petits défauts de surface. Ceux-ci pourraient provoquer la défaillance de la fibre.
La dernière étape du processus de fabrication de la fibre de carbone est l’encollage. C’est le processus de revêtement des fibres pour les protéger contre les dommages pendant le tissage ou l’enroulement. Les matériaux d’enrobage fonctionnent avec l’adhésif utilisé dans la fabrication des matériaux composites.
Les fibres enrobées sont ensuite enroulées à la main sur des bobines lors des dernières mini-étapes de la fabrication des produits artisanaux. Enfin, les bobines tournent dans la machine, et les fibres deviennent des fils.
Un voyage en plusieurs étapes
Comme vous pouvez le voir, le processus de fabrication de la fibre de carbone est un voyage prudent et délibéré vers la perfection de la fibre de carbone. Un avancement bien planifié, calculé et hautement scientifique conçu pour la fibre de carbone.
Si votre entreprise souhaite avoir de la fibre de carbone fabriquée à la main aussi méticuleusement que le processus décrit ci-dessus, alors demandez un devis gratuit à SMI Composites aujourd’hui.