Les matériaux en fibre de carbone présentent des performances exceptionnelles dans de nombreux champs. Par rapport aux produits métalliques ou en plastique traditionnels, les produits en fibre de carbone présentent des propriétés légères supérieures. Cependant, ceux qui connaissent la fabrication de fibres de carbone savent que les produits en fibre de carbone nécessitent une intégration avec des matériaux matriciels pendant la production. Cette combinaison peut entraîner une délamination après la fabrication. Cet article explore les causes de délaminage dans les produits en fibre de carbone.
Processus de fabrication de produits en fibre de carbone
Pour comprendre la délamination, il est essentiel de revoir le processus de fabrication. La plupart des produits en fibre de carbone sont fabriqués en utilisantPrélections en fibre de carbone(Matériaux composites pré-imprégnés) pour assurer l'efficacité de la production.
Prenez des plaques de fibre de carbone à titre d'exemple:
Coupez les draps préparés pour correspondre aux dimensions de la plaque.
Superposez les feuilles de préparation sur un moule.
Scellez le moule et guérissez-le dans l'équipement de formation.
Démouler la plaque durcie et effectuer l'usinage.
La nature en couches de ce processus crée intrinsèquement des liaisons interfaciales faibles. Malgré la fusion et le durcissement de la résine à des températures élevées, des contraintes interlaminaires résiduelles demeurent. Ces contraintes, combinées à des forces d'usinage, déclenchent souvent la délamination.
Causes de délaminage
1. Structure en couches
Les produits en fibre de carbone sont construits grâce à une superposition et un durcissement séquentiels. Cela crée des structures internes anisotropes (propriétés dépendantes de la direction) et de la discrétion matérielle. À l'examen microscopique, les vides ou les interfaces de fibre de résine faibles deviennent apparentes.
2. Défauts de superposition manuelle
La superposition manuelle introduit souvent des lacunes entre les feuilles préreimpres. Pendant l'usinage, les forces de coupe exacerbent ces lacunes, conduisant à la séparation des calques. Les vides plus importants augmentent encore les risques de délaminage.
3. Problèmes de contrôle des processus
Une pression ou une température inadéquate pendant le durcissement affaiblit la liaison des fibres de résine, créant des risques de délaminage latent.
4. Concentration de stress
Les composites de fibres de carbone présentent des réponses au stress anisotrope. Les forces d'usinage perpendiculaires aux couches de fibres génèrent des contraintes internes. Lorsque ces contraintes dépassent la résistance à la liaison en fibre de résine, le délaminage se produit et se propage sous des charges soutenues.
Conclusion
La délamination dans les produits en fibre de carbone provient de leur processus de fabrication en couches, de leurs défauts manuels, des incohérences de processus et du comportement de stress anisotrope. La résolution de ces problèmes nécessite des techniques de superposition optimisées, des contrôles de processus précis et des stratégies d'usinage avancées pour minimiser les faiblesses interlaminaires.
