Les propriétés physiques des matériaux composites sont dominées par les fibres. Cela signifie que lorsque la résine et les fibres sont combinées, leurs propriétés sont très similaires à celles des fibres individuelles. Les données d'essai montrent que les matériaux renforcés de fibres sont les composants qui supportent la majeure partie de la charge. Le choix du tissu est donc crucial lors de la conception de structures composites.
Commencez par déterminer le type de renfort nécessaire à votre projet. Les fabricants proposent généralement trois matériaux de renfort : la fibre de verre, la fibre de carbone et le Kevlar® (fibre aramide). La fibre de verre est généralement le choix le plus courant, tandis que la fibre de carbone offre une grande rigidité et le Kevlar® une résistance élevée à l'abrasion. N'oubliez pas que les différents types de tissus peuvent être combinés dans des stratifiés pour former des empilements hybrides bénéficiant des avantages de plusieurs matériaux.
Une fois votre collection de tissus choisie, choisissez un poids et un style de tissage adaptés à vos besoins. Plus le tissu est léger, plus il est facile à draper sur des surfaces très profilées. Un tissu léger utilise également moins de résine, ce qui permet au stratifié de rester plus léger. Plus les tissus sont lourds, plus ils perdent de souplesse. Le poids moyen conserve suffisamment de souplesse pour épouser la plupart des contours et contribue significativement à la résistance de la pièce. Très économiques, ils permettent de produire des composants robustes et légers pour les applications automobiles, marines et industrielles. Les stratifils tressés sont des renforts relativement lourds, couramment utilisés dans la construction navale et la fabrication de moules.
La façon dont un tissu est tissé est considérée comme son motif ou son style. Choisissez parmi trois styles d'armure courants : toile, satin et sergé. Les armures toile sont les moins chères et relativement moins flexibles, mais elles tiennent bien ensemble à la coupe. Les croisements fréquents des fils réduisent la résistance de l'armure toile, bien qu'ils soient suffisants pour la plupart des applications, sauf pour les plus performantes.
Les armures satin et sergé sont plus douces et plus résistantes que les armures toile. Dans le tissage satin, un fil de trame flotte au-dessus de trois à sept autres fils de chaîne, puis est cousu sous un autre. Dans ce type d'armure lâche, le fil est plus long, préservant ainsi la résistance théorique de la fibre. L'armure sergé offre un compromis entre le satin et l'armure toile, avec l'effet chevronné souvent recherché.
Conseil technique : Pour plus de souplesse, coupez le tissu du rouleau à 45 degrés. Ainsi, même les tissus les plus rugueux épousent mieux la silhouette.
Renfort en fibre de verre
La fibre de verre est à la base de l'industrie des composites. Utilisée dans de nombreuses applications depuis les années 1950, elle possède des propriétés physiques bien connues. Légère, elle présente une résistance modérée à la traction et à la compression, résiste aux dommages et aux charges cycliques, et est facile à manipuler.
La fibre de verre est le matériau composite le plus utilisé, principalement en raison de son coût relativement faible et de ses propriétés physiques modérées. Elle est idéale pour les projets du quotidien et les pièces nécessitant moins de fibres, pour une résistance et une durabilité accrues.
Pour maximiser la résistance de la fibre de verre, celle-ci peut être utilisée avec de l'époxy et durcie selon les techniques de laminage standard. Elle est idéale pour les applications dans les secteurs de l'automobile, de la marine, de la construction, de la chimie et de l'aéronautique, et est souvent utilisée dans les articles de sport.
Renfort en Kevlar®
Le Kevlar® a été l'une des premières fibres synthétiques à haute résistance à être acceptée dans l'industrie des plastiques renforcés de fibres (PRF). Le Kevlar® composite est léger, possède une excellente résistance à la traction spécifique et est réputé pour sa grande résistance aux chocs et à l'abrasion. Ses applications courantes incluent les coques légères comme celles des kayaks et des canoës, les panneaux de fuselage et les réservoirs sous pression des avions, les gants résistants aux coupures, les gilets pare-balles, etc. Le Kevlar® est utilisé avec des résines époxy ou vinylester.
Renfort en fibre de carbone
La fibre de carbone contient plus de 90 % de carbone et présente la résistance à la traction la plus élevée de l'industrie des PRF. Elle possède également la résistance à la compression et à la flexion la plus élevée du secteur. Après transformation, ces fibres se combinent pour former des renforts en fibre de carbone tels que des tissus, des câbles, etc. Les renforts en fibre de carbone offrent une résistance spécifique et une rigidité élevées, et sont généralement plus coûteux que les autres renforts en fibre.
Pour maximiser la résistance de la fibre de carbone, il est conseillé de l'utiliser avec de l'époxy et de la durcir selon les techniques de stratification standard. Idéale pour les applications dans l'automobile, la marine et l'aérospatiale, elle est souvent utilisée dans les articles de sport.
Date de publication : 19 juillet 2022
