Obtenir une résistance de cerceau élevée pour les profilés composites grâce à l'enroulement par traction

L'orientation des fibres dans un profilé composite a un impact significatif sur ses propriétés mécaniques. Un alignement typique est unidirectionnel, où les renforts sont alignés dans le sens longitudinal du profilé et offrent une bonne résistance axiale. Les renforts croisés améliorent la rigidité transversale et la résistance. Des tissus sont également utilisés et fournissent généralement des alignements de +/- 45 ou +/- 90 degrés. Pour faciliter cela, des techniques de fabrication populaires telles que l'enroulement filamentaire et les matériaux pré-imprégnés (préimprégnés) sont couramment utilisées.

Préimprégné et enroulement filamentaire

Le préimprégné atteint la résistance du cerceau en imprégnant les fibres (généralement des tissus) de résine époxy et en enroulant le matériau résultant autour d'un mandrin en acier pour le durcir. C'est comme l'enroulement filamentaire, où les fibres sont enroulées autour d'un mandrin en acier dans une direction transversale, alignant les fibres selon un motif ou des angles souhaités.

Les deux procédés permettent aux fabricants de contrôler avec précision le rapport fibre/résine et l’épaisseur du pli, mais nécessitent souvent des processus de durcissement plus longs et énergivores qui impliquent des étapes de chauffage ou de refroidissement. Ceci, combiné au nombre élevé d’étapes manuelles impliquées dans le processus d’enroulement filamentaire, rend la technique mieux adaptée à la fabrication de tubes épais et de grands diamètres.

Outre les considérations techniques, le coût est également un facteur. Étant donné que l'enroulement filamentaire et le laminage de préimprégnés impliquent des processus manuels en mouvement plutôt que des techniques de fabrication continue, telles que la pultrusion et l'enroulement par traction, ils entraînent souvent des coûts de main-d'œuvre et de ressources élevés et peuvent prendre plus de temps pour produire les profils composites équivalents.

Cela conduit de nombreuses industries à se tourner vers d'autres procédés plus rentables pour fabriquer des profilés composites à haute résistance, ce qui est important par exemple dans les applications de poteaux télescopiques où vous devez verrouiller les tubes en pressant la surface avec des verrous, créant ainsi une contrainte de cercle sur le tube.

Envisager l'enroulement par traction pour une résistance élevée du cerceau

Comme la pultrusion, le bobinage par traction consiste à tirer les fibres à travers un bain de résine et une filière chauffée pour les durcir selon le profil souhaité. La principale différence, cependant, est que certaines fibres sont enroulées en hélice autour d'un mandrin dans le sens transversal avant d'être tirées à travers la filière chauffée. Bien qu'il ne soit pas différent de l'enroulement filamentaire, l'enroulement par traction permet un meilleur contrôle sur le placement et la tension des fibres, ce qui se traduit par une résistance du cerceau plus uniforme et plus prévisible.

Le bobinage par traction est particulièrement utile pour la fabrication de composites à parois minces avec une résistance cerceau élevée, car il permet un contrôle précis de la fine couche de fibres transversales. Ceci est obtenu en combinant l'alignement unidirectionnel des fibres avec l'enroulement hélicoïdal, ce qui permet de contrôler les fibres de 0 à près de 90 degrés. De plus, le bobinage par traction est hautement automatisé et reproductible, garantissant une production de gros volumes et à un coût compétitif au travers d'un processus de fabrication unique en ligne.

Exel Composites se spécialise dans les techniques de fabrication continue comme le bobinage par traction et combine cette expertise avec une approche collaborative avant-gardiste. Par exemple, Exel discutera des options et des possibilités avec un client tout au long du processus de développement, garantissant ainsi que la conception et le développement du produit sont optimisés pour les exigences spécifiques de chaque client. Cela permet à l'entreprise de travailler avec vous pour développer le tube composite à haute résistance optimale pour votre application, vous offrant ainsi une solution légère et rentable, sans sacrifier les performances mécaniques.