Le préimprégné en fibre de carbone est un produit intermédiaire important des matériaux composites, composé de résines matricielles (telles que l'époxy, le phénolique, le bismaléimide, etc.) et de fibres renforcées (telles que la fibre de carbone, la fibre de verre, la fibre d'aramide, la fibre de basalte, etc.).

Composition matérielle et avantages du préimprégné en fibre de carbone

Le préimprégné en fibre de carbone est principalement composé de matériaux de renforcement (fil de fibre de carbone, résine époxy) et de papier antiadhésif, et est traité par des procédés tels que le revêtement, le pressage à chaud, le refroidissement, le laminage et l'enroulement. Ses avantages comprennent :

1. Bonnes propriétés mécaniques : La résistance de la fibre de carbone peut atteindre 6 à 12 fois celle de l'acier, tandis que la densité est inférieure à 1/4 de celle de l'acier.

2. Peu de défauts de produit : le préimprégné peut réduire les défauts dans le processus de production.

3. Contrôle précis de la teneur en volume de fibres : garantir la cohérence des performances du produit.

4. Performances et caractéristiques de traitement cohérentes : convient à la production à grande échelle.

5. Rapport performance/poids optimal : combine des caractéristiques de haute résistance et de légèreté.

Classification des préimprégnés en fibre de carbone

1. Préimprégné unidirectionnel (UD) : les fibres sont disposées dans une seule direction et conviennent aux applications qui nécessitent une résistance élevée et une rigidité élevée.

   ■ 12K : 50 à 400 g/m²

   ■ 16K : 75~560 g/m²

   ■ 24K : 75 à 400 g/m²

   ■ 48K ou 50K : 150~600g/m²

2. Préimprégné en tissu : comprend les types de tissus à armure toile, sergé et non frisé (tissu multiaxial).

   ■ Tissage uni : Faible performance de pavage, taux de flexion des fibres élevé.

   ■ Sergé : Performances de pavage moyennes, taux de flexion des fibres moyen.

   ■ Tissu non serti : Performances de pavage moyennes, pas de flexion des fibres.

Processus de préparation du préimprégné en fibre de carbone

1. Procédé à base de solvant : adapté à la préparation de préimprégnés de tissus.

2. Processus de préimprégnation thermodurcissable en deux étapes : comprend la préparation du film de résine et le processus d'imprégnation, qui est le processus courant.

   ■ Préparation du film de résine : rouleau de revêtement de résine de film PE, papier de démoulage de film de résine

   ■ Imprégnation : Méthode de fusion à chaud

3. Processus en une seule étape : efficacité de production élevée, fonctionnement pratique et fiable, mais perte de matière importante, consommation d'énergie élevée.

Application du préimprégné en fibre de carbone

1. Sac sous vide - processus de durcissement à haute température : appliqué à l'aérospatiale, à l'énergie éolienne, à la construction navale, à l'automobile, aux pièces intérieures du transport ferroviaire, etc.

2. Procédé autoclave : utilisé pour les produits composites et les composants structurels de haute qualité.

3. Procédé de moulage préimprégné (procédé PCM) : Convient à la production de produits de formes complexes.

4. Processus d'enroulement de bande préimprégnée/processus d'édition de fil préimprégné : appliqué aux cannes à pêche, aux clubs de golf, aux bâtons de ski, aux récipients sous pression de pipeline, etc.

Sélection du processus

Lors du choix des procédés de fabrication, il est nécessaire de prendre en compte la catégorie de produit et les exigences du client en matière de qualité et de coût. Plus précisément :

1. Sac sous vide - processus de durcissement à haute température : convient aux produits qui nécessitent légèreté, haute résistance et hautes performances, tels que les domaines de l'aérospatiale et de l'éolien.

2. Processus autoclave : Convient à la production de produits composites et de composants structurels de haute qualité, qui peuvent offrir une meilleure précision dimensionnelle et une meilleure qualité de surface.

3. Procédé de moulage préimprégné (procédé PCM) : adapté à la production à grande échelle de produits de formes complexes, avec une efficacité de production élevée et un faible coût.

4. Processus d'enroulement de bande préimprégnée/processus d'édition de fil préimprégné : Convient à la production de longues bandes ou de produits tubulaires, tels que des cannes à pêche, des clubs de golf et des récipients sous pression pour pipelines.

L'introduction ci-dessus montre que le préimprégné en fibre de carbone a une large gamme d'applications dans le domaine des matériaux composites. Ses excellentes performances et ses processus de préparation diversifiés en font l'un des matériaux indispensables de l'industrie moderne.