Matériaux composites à base de fibres
Construction légère dans l'industrie
Le constructeur en génie mécanique continue à relever le défi de trouver des solutions innovantes et légères aux problématiques spécifiques de ses clients. Son but est toujours d'augmenter l'efficacité et la performance des machines et des installations.
Ceci est possible grâce à l'utilisation de matériaux composites à base de fibres qui permettent de réaliser des économies d'énergie, de réduire les coûts et d'améliorer les propriétés de la machine. Les matériaux composites à base de fibres combinent de faibles masses avec une rigidité et un amortissement élevés, ce qui en fait un matériau idéal pour les composants de machines soumis à des sollicitations dynamiques.
Murtfeldt propose à ses clients des composants fabriqués individuellement en PRFC ou en PRV - dans la qualité habituelle de Murtfeldt : haute qualité, flexibilité, rapidité, pour une seule pièce et ou de petites séries.
Construction en PRV et PRFC
- La construction en PRV est utilisée lorsqu'un allongement à la rupture élevé et une absorption élastique de l'énergie ainsi qu'un excellent comportement à la corrosion sont nécessaires.
- La construction en PRFC est utilisée lorsqu'une force et une rigidité élevées spécifiques au poids sont requises.
Avantages des plastiques renforcés de carbone
Les plastiques renforcés de fibres de carbone séduisent par trois qualités : en raison de la faible densité du matériau et de sa résistance accrue, le matériau présente un énorme potentiel pour la construction légère, qui présente des avantages autres que ceux connus pour la construction automobile et le cyclisme. De plus, le PRFC est considéré comme stable à long terme en raison de son inertie ainsi que de sa résistance à la corrosion et aux produits chimiques. Enfin, et ce n'est pas le moins important, le design offre un degré élevé de liberté de conception.
Si le constructeur utilise ces propriétés spécifiques à son avantage, il peut exploiter un grand potentiel en génie mécanique :
- en augmentant les performances et l'efficacité
- pour produire des solutions spécifiques aux clients par la fabrication de composants individuels en composites à base de fibres
- en créant des propositions de vente uniques
- grâce à une grande flexibilité
- avec la possibilité d'intégrer un grand nombre de fonctions dans le composant
Concrètement, il s'agit d'une part d'une augmentation qualitative et quantitative de la production et, d'autre part, d'une réduction de la puissance d'entraînement des machines d'entraînement et de transport. Ceci est possible grâce à la masse plus faible atteinte par les machines grâce à l'installation de matériaux en carbone. Cela entraîne :
- une dynamique plus élevée ou une accélération
- des vitesses plus élevées grâce à des forces centrifuges plus faibles
- des fréquences propres plus élevées des composants de la machine
- un poids total de la machine plus faible (transport)
- une productivité accrue grâce à une meilleure qualité des processus
- une augmentation de la précision de la machine
- une utilisation avec des sollicitations élevées de température
Les plastiques renforcés de fibres de carbone contribuent également à une plus grande rigidité des machines. Ceci permet une plus grande précision d'usinage (géométrique) et augmente la fréquence propre des composants de la machine. L'amélioration de l'amortissement obtenue grâce à ces matières plastiques permet également d'améliorer les usinages, ce qui se voit clairement dans la qualité des surfaces. En même temps, les vibrations sont réduites.
Un coup d'œil en coulisses
Une fibre de carbone ne mesure qu'environ cinq micromètres d'épaisseur. Le cheveu humain, avec presque 70 micromètres, ressemble en comparaison au colosse de Rhodes.
Le carbone se compose de nombreuses fibres de carbone. Mais même la quantité de fibres n'y change rien : les composants en carbone sont deux fois moins lourds que l'aluminium et beaucoup plus durs que l'acier. Malgré son faible poids, le plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC en abrégé) est extrêmement résistant, rigide et durable. Ce matériau conserve sa stabilité même sous des charges élevées et fréquentes.
Dans la production du matériau, la direction des fibres est utilisée spécifiquement pour renforcer les propriétés. Les différentes couches de fibres sont posées dans différentes directions afin d'obtenir la résistance et la rigidité requises dans toutes les directions des charges possibles. Cela rend le carbone à la fois élastique et pratiquement indestructible.
Possibilités d'utilisation du matériau en fibres de carbone
- Composants de machines
- Fuselage et pales de rotor
- Pièces automobiles
- Pièces de robots
Processus de production disponibles
- Processus en autoclave
- RTM (Resin-Transfer-Molding : moulage par transfert de résine)
- Technique de bobinage
Amélioration de la fonctionnalité des machines et des installations
- Amélioration du comportement acoustique de la machine
- Amélioration du comportement dynamique de la machine
- Fonctionnement de la machine avec une charge thermique accrue
- Fonctionnement de la machine avec une charge statique accrue