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1. Introduction au processus d'enroulement des tubes

Grâce à ce tutoriel, vous apprendrez à utiliser le processus d'enroulement de tubes pour former des structures tubulaires à l'aide de préimprégnés en fibre de carbone sur une machine d'enroulement de tubes, produisant ainsi des structures à haute résistance.tubes en fibre de carboneCe procédé est couramment utilisé par les fabricants de matériaux composites.

Si vous souhaitez produire des tubes à faces parallèles ou à conicité continue, le procédé d'enroulement de tubes est idéal. Il vous suffit d'un mandrin métallique de taille appropriée et d'un four pour créer des tubes en fibre de carbone sur mesure, adaptés à vos besoins spécifiques.

Pour les tubes en fibre de carbone de formes complexes, comme les guidons, ou les structures tubulaires plus complexes comme les fourches à suspension ou les cadres de vélo, la technologie du moulage par division est la méthode privilégiée. Nous allons maintenant montrer comment utiliser cette technologie pour produire ces tubes complexes en fibre de carbone.

2. Traitement et préparation des mandrins métalliques

• L'importance des mandrins métalliques

Avant de commencer le processus d'enroulement des tubes, la première étape consiste à préparer les mandrins métalliques. Ces derniers doivent correspondre au diamètre intérieur des tubes, et leur surface lisse ainsi qu'un prétraitement approprié sont essentiels. De plus, les mandrins métalliques doivent subir un prétraitement approprié, tel qu'un nettoyage et l'application d'un agent de démoulage, afin de simplifier le démoulage ultérieur.

Lors du processus d'enroulement du tube, le mandrin métallique joue un rôle crucial car il doit supporter lepréimprégné en fibre de carbonePour assurer un enroulement fluide, il est essentiel de préparer à l'avance un mandrin métallique de taille appropriée. La fibre de carbone étant enroulée sur la surface extérieure du mandrin, son diamètre extérieur doit correspondre au diamètre intérieur du tube en fibre de carbone à fabriquer.

• Application de l'agent de démoulage

Les agents de démoulage réduisent les frottements et assurent un démoulage en douceur ; ils doivent être appliqués uniformément sur la surface du mandrin. Une fois le mandrin métallique préparé, l'étape suivante consiste à appliquer l'agent de démoulage. Les agents de démoulage couramment utilisés sont l'huile de silicone et la paraffine, qui réduisent efficacement les frottements entre la fibre de carbone et le mandrin métallique.

Sur le mandrin métallique préparé, il faut s'assurer qu'il est parfaitement propre et que sa surface est aussi lisse que possible pour faciliter le démoulage du produit. Ensuite, l'agent de démoulage doit être appliqué uniformément sur la surface du mandrin.

3. Préparation du préimprégné en fibre de carbone

• Types et avantages du préimprégné

Seuls les préimprégnés en fibre de carbone répondent aux exigences élevées de précision d'enroulement et de facilité de manipulation. Bien que d'autres types de matériaux de renforcement, tels que les tissus secs imprégnés d'époxy, puissent théoriquement être utilisés lors du processus d'enroulement, en pratique, seuls les préimprégnés en fibre de carbone peuvent répondre à ces exigences élevées de précision et de facilité de manipulation.

Dans ce tutoriel, nous utilisons une méthode spécifique de superposition de préimprégnés pour améliorer les performances du tube.

• Conception de la superposition de préimprégnés

Une couche de préimprégné tissé est déposée sur la face interne du tube, suivie de plusieurs couches de préimprégné unidirectionnel, et enfin d'une autre couche de préimprégné tissé sur la face externe. Cette conception exploite pleinement les avantages de l'orientation des fibres du préimprégné tissé selon les axes 0° et 90°, améliorant ainsi considérablement les performances du tube. La majorité des préimprégnés unidirectionnels posés selon l'axe 0° confèrent au tube une excellente rigidité longitudinale.

4. Déroulement du processus d'enroulement des tubes

• Préparation avant enroulement

Une fois la conception du préimprégné terminée, le processus passe à l'enroulement du tube. Le traitement du préimprégné consiste à retirer le film PE et le papier protecteur, et à réserver des zones de chevauchement appropriées. Cette étape est essentielle au bon déroulement des enroulements suivants.

• Détails du processus d'enroulement

Lors du bobinage, il est essentiel d'assurer un enroulement régulier des préimprégnés, en plaçant l'axe du noyau métallique de manière stable et en appliquant une force uniforme. L'axe du noyau métallique doit être placé fermement au bord de la première couche de préimprégnés, afin d'assurer une application uniforme de la force.

Lors de l'enroulement, des préimprégnés supplémentaires peuvent être enroulés aux extrémités pour faciliter le retrait du produit lors du démoulage.

• Emballage en film BOPP

Outre le préimprégné, le film BOPP peut également être utilisé pour l'emballage. Il augmente la pression de consolidation, protège et scelle le préimprégné. Lors de l'application du film BOPP, il est essentiel de garantir un chevauchement suffisant entre les bandes.

5. Processus de durcissement au four

• Température et temps de durcissement

Après avoir enveloppé hermétiquement le matériau préimprégné renforcé de fibres de carbone, il est envoyé au four pour durcissement. Le contrôle de la température est crucial pendant le durcissement au four, car les conditions de durcissement varient d'un préimprégné à l'autre. Cette étape est cruciale pour garantir la stabilité du matériau et améliorer ses performances.

Grâce à l'environnement à haute température du four, lefibre de carboneet la matrice de résine réagissent pleinement, formant un matériau composite robuste.

6. Retrait et traitement

Après avoir retiré le film BOPP, le produit durci peut être retiré. Le film BOPP peut être retiré après durcissement. Si nécessaire, l'aspect peut être amélioré par ponçage et peinture. Pour une amélioration esthétique supplémentaire, des finitions complémentaires telles que le ponçage et la peinture peuvent être réalisées.