Qu'est-ce que la fibre de carbone ?

2025-09-29 09:44:05

La fibre de carbone est un matériau fibreux raffiné avec une teneur en carbone supérieure à 90 %. La plupart des produits haute performance que nous voyons souvent dans la vie quotidienne ne sont pas simplement en fibre de carbone ; ce sont le plus souvent des composites en fibre de carbone. Ceux-ci sont fabriqués en fusionnant des précurseurs de fibres de carbone avec de la résine pour créer des composites hautes performances. Ces composites sont ensuite traités et moulés pour obtenir des propriétés mécaniques améliorées. Ils sont utilisés dans les applications automobiles, médicales, aérospatiales et grand public.

Avantages de la fibre de carbone

La raison fondamentale pour laquelle les composites en fibre de carbone sont utilisés dans de nombreux domaines est qu'ils offrent de nombreux avantages, principalement une résistance élevée, un module élevé, une faible densité, une résistance à la corrosion, une résistance aux températures élevées, une résistance à la fatigue, un faible coefficient de dilatation thermique, une excellente transmission des rayons X et des propriétés de blindage électromagnétique. On l’appelle également « l’or noir ». Les composites renforcés de fibre de carbone héritent de ces propriétés, surpassant considérablement les matériaux métalliques et plastiques traditionnels en termes de performances et d'avantages, conduisant à leur application généralisée dans divers domaines.

Pourquoi la fibre de carbone est-elle si chère ?

La raison pour laquelle la fibre de carbone est si chère fait en fait référence au prix élevé des produits en fibre de carbone, souvent plusieurs fois supérieur au prix de matériaux métalliques similaires. Un bon exemple est le capot en fibre de carbone d’une voiture. Les dommages causés par une collision peuvent coûter des dizaines de milliers de yuans. Le prix élevé des produits en fibre de carbone provient de deux facteurs : le coût élevé du matériau en fibre de carbone lui-même et le processus de fabrication lui-même, qui empêche une mécanisation complète.

Les composites en fibre de carbone sont complexes à fabriquer. Ils nécessitent une imprégnation de résine pour garantir que chaque filament de fibre de carbone est connecté, garantissant ainsi des performances optimales du produit et offrant une résistance supérieure au cisaillement et à la traction dans le produit fini.

Il existe de nombreux processus de production différents pour les produits en fibre de carbone. 

Ici, nous discuterons de quelques-uns des plus courants utilisés par les fabricants de fibres de carbone :

Formage sous vide : Une fois le matériau composite en fibre de carbone transformé en bandes préimprégnées et déposé dans un moule, il est formé sous une certaine pression. Cette pression sous vide fermée améliore l'apparence et les performances du produit fini, rendant l'ensemble du produit en fibre de carbone plus compact.

Enroulement : ce processus consiste principalement à enrouler des filaments composites en fibre de carbone sur un moule à noyau pour des produits tubulaires complexes, suivi d'un durcissement et d'un démoulage.

Moulage par compression : ce processus utilise deux moules, l'un au-dessus de l'autre, où une pression est appliquée aux moules pour chauffer le produit puis le durcir.

Formage par rouleaux : Semblable au bobinage, le formage par rouleaux Zhishang utilise un ruban préimprégné en fibre de carbone, qui est ensuite enroulé sur un moule à noyau et démoulé.

Ces processus semblent simples, mais chaque étape nécessite un travail manuel, comme le drapage, la découpe, le revêtement du produit laminé avec un film PP, puis le démoulage et l'usinage. Cela se traduit par un prix relativement élevé pour les produits composites en fibre de carbone.

Actuellement, les produits composites thermoplastiques en fibre de carbone sont relativement abordables et le processus de fabrication est relativement mature. À l’échelle internationale, la recherche et le développement des composites de fibres de carbone sont à la pointe, principalement dans le domaine des fibres de carbone thermoplastiques, en raison de leur mauvaise imprégnation avec les résines thermoplastiques. Les composites en fibre de carbone utilisés dans les applications de haute précision nécessitent des fibres de carbone thermoplastiques.