Qu'est-ce que la fabrication de fibre de carbone?
La fabrication de fibres de carbone est le processus de création de plastiques renforcés de fibres de carbone (PRFC). Les produits en fibre de carbone offrent l'un des rapports de résistance sur poids les plus élevés de tous les matériaux, ainsi que des propriétés thermiques et conductrices supérieures. Cette résistance élevée et ce faible poids font de la fabrication de fibres de carbone un choix populaire dans les industries de l'aérospatiale, de la marine et des articles de sport. Certains mélanges de matériaux en fibres de carbone peuvent également être appelés graphite.
Le processus de fabrication de la fibre de carbone commence lorsque les producteurs transforment les matières premières en fines fibres de carbone. Ils commencent par une base de goudron de houille, ou brai, qui est utilisée pour fabriquer des produits bas de gamme en fibre de carbone. Pour les produits de haute qualité, les fabricants commencent par un matériau de base de polyacrylonitrile, constitué de propylène et d'ammoniac. Après avoir été chauffé plusieurs fois, ce matériau de base change radicalement de structure. Finalement, le matériau se transforme en une chaîne de molécules de carbone et toutes les autres molécules tombent.
Ces molécules de carbone sont mélangées à des produits chimiques et soumises à un processus appelé filage humide. Lors de la filature humide, le mélange de carbone liquide passe à travers une filière connue sous le nom de filière, qui comporte de nombreux trous minuscules. La filière façonne le matériau en longs et minces filaments de carbone. En mélangeant ces filaments avec de l'époxy ou d'autres résines, les fabricants peuvent produire du PRFC.
La production de fibre de carbone est assez précise et même un changement mineur lors de la production peut avoir un impact sur la qualité du produit. Chaque usine de fabrication de fibre de carbone utilise son propre mélange unique de matériaux de base, de produits chimiques et de plages de température tout au long de ce processus de fabrication. Cela conduit à des différences subtiles entre les matériaux en fibre de carbone d'un fabricant à l'autre.
Les fabricants façonnent la fibre de carbone en une variété de produits utilisant plusieurs types de processus de fabrication. Ils peuvent créer des moules en fibre de verre ou en métal pour mouler des pièces individuelles. Les plastiques renforcés de fibres de carbone fondus sont souvent recouverts de feuilles de treillis pour une résistance et une stabilité accrues lors du processus de moulage. Les entreprises peuvent également extruder des plastiques en fibres de carbone fondus à travers une matrice en acier pour former différentes formes.
Depuis son invention au milieu du 20e siècle, la fabrication de fibres de carbone a été utilisée pour produire des avions, des bateaux et des automobiles. Depuis lors, il a également été largement utilisé pour produire des articles de sport tels que des vélos, des raquettes de tennis et des clubs en or. Au début du XXIe siècle, l'industrie éolienne était devenue le plus gros consommateur de fibre de carbone au monde, utilisée pour la fabrication d'éoliennes à grande échelle.