Les composites CFRP sont des matériaux légers et robustes qui sont largement utilisés dans la fabrication d'une large gamme de produits utilisés dans notre vie quotidienne.

Que sont les composites en fibre de carbone (CFRP)?

Un matériau composite renforcé de fibres de carbone, appelé matériau composite de fibres de carbone, fait référence à un matériau composite renforcé de fibres utilisant la fibre de carbone comme composant structurel principal. Il convient de noter que le «P» dans le composite CFRP peut représenter non seulement «polymère» mais aussi «plastique».
En général, les résines thermodurcissables telles que les résines époxy, les polyesters ou les esters vinyliques sont souvent utilisées dans les composites CFRP. Bien que les résines thermoplastiques soient également utilisées dans les composites CFRP, les «composites thermoplastiques renforcés de fibres de carbone» sont souvent appelés composites CFRTP, représentant l'acronyme du nom anglais Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Composites.
Lorsqu'il s'agit de matériaux composites, il est important de comprendre une terminologie et une abréviation spécifiques au matériau. Plus important, cependant, il est important de comprendre les propriétés des composites FRP et de leurs divers matériaux de renforcement, tels que la fibre de carbone.

Avantages des composites en fibre de carbone

Les composites renforcés de fibres de carbone, contrairement à d'autres composites FRP qui utilisent des fibres traditionnelles telles que des fibres de verre ou des fibres d'aramide, les excellentes propriétés des composites CFRP comprennent:

Poids léger

Les composites traditionnels renforcés de fibre de verre utilisent des fibres de verre continues en une quantité de 70% (poids du verre / poids total) et généralement de 0,065 livre par pouce cube.

Haute résistance

Les composites CFRP, en dépit de leur poids léger, ont une résistance et une dureté par unité de poids du composite CFRP plus élevées que les composites en fibre de verre.
Cet avantage est encore plus prononcé par rapport aux matériaux métalliques.

Par exemple, l'expérience nous apprend que les matériaux CFRP ne pèsent que 1/5 de l'acier dans des conditions de résistance égales à l'acier.

Imaginez pourquoi tous les constructeurs automobiles recherchent l'utilisation de la fibre de carbone au lieu de l'acier pour améliorer leurs performances.
Lorsque les composites CFRP sont comparés à l'aluminium, l'un des métaux les plus légers, selon l'hypothèse de base, la résistance du matériau en aluminium est d'environ 1,5 fois le poids du corps en fibre de carbone.

composites de fibre de carbone utilisés dans la voiture

Bien sûr, il existe de nombreuses autres variables dans l'expérience qui peuvent affecter les résultats de la comparaison. Par exemple, la catégorie et la qualité des matériaux sont différentes, et le processus de composition, le processus de production, la structure des fibres et la qualité doivent également être pris en compte.

Inconvénients des composites en fibre de carbone

Coût élevé

Malgré les excellentes performances des composites CFRP, pourquoi les fibres de carbone ne sont-elles pas largement utilisées dans la production de produits?
À l'heure actuelle, le coût de production des matériaux composites CFRP est trop élevé. Selon les conditions actuelles du marché (offre et demande), le type de fibre de carbone (aérospatial vs qualité commerciale), la taille du faisceau de fibres est différente et le prix de la fibre est également jugé.

Le prix par livre de matière première en fibre de carbone peut varier de 5 à 25 fois le prix de la fibre de verre. Comparé à l'acier, le coût élevé des matériaux CFRP est encore plus important.

Conductivité

Cela peut être utilisé à la fois comme avantage dans les composites en fibre de carbone et comme inconvénient dans les applications pratiques. Les fibres de carbone sont extrêmement conductrices, tandis que les fibres de verre sont isolées. De nombreux produits utilisent de la fibre de verre au lieu de la fibre de carbone ou du métal car ils nécessitent une isolation stricte.
Dans la production de services publics, de nombreux produits nécessitent l'utilisation de fibre de verre. Par exemple, la production d'échelles utilise de la fibre de verre comme échelle car la possibilité de choc électrique est très réduite lorsque l'échelle en fibre de verre est en contact avec la ligne électrique.

L'échelle en fibre de carbone est extrêmement conductrice et les conséquences sont inimaginables.

Malgré le coût élevé des composites en fibre de carbone, avec l'avancement de la technologie, de plus en plus de produits à haut rendement sont à nos portes.
Au cours de notre vie, nous pourrons peut-être assister à la large gamme d'applications de produits en fibre de carbone haute performance sur le marché de la consommation, la production industrielle et la fabrication automobile.

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