L'enroulement filamentaire est l'un des procédés les plus anciens de fabrication de pièces en fibre de carbone. C'est un processus qui est resté à peu près statique jusqu'à il y a environ 10 ans, lorsque des changements progressifs ont commencé à l'améliorer un peu. L'état actuel de l'enroulement filamentaire est tel qu'il a un impact mesurable sur la façon dont la fibre de carbone est utilisée.
Si vous n'êtes pas familier avec l'enroulement filamentaire, c'est un processus qui ressemble au tissage à grande échelle - du moins visuellement. De gros rouleaux de filaments de fibre de carbone sont chargés sur des bobines et enfilés dans une machine à bobiner. Le filament est ensuite ramassé et enroulé autour d'un mandrin rotatif.
En fonction du nombre de filaments et de leurs positions relatives, ils peuvent être enroulés autour du mandrin selon un nombre quelconque de motifs. Cela crée une forme continue qui peut être divisée en morceaux de longueurs variables.
LES PREMIERS JOURS DU BOBINAGE FILAMENTAIRE
L'enroulement filamentaire a été utilisé pour la première fois comme procédé de fabrication dans les années qui ont immédiatement suivi la Seconde Guerre mondiale,selon Composite WorldGingembre Gardiner. Les fabricants ont utilisé le processus pour créer des boîtiers de moteurs de fusée solides. Des lampadaires, des récipients sous pression et des tuyaux - tous renforcés de fibre de carbone - ont fait leur entrée sur le marché dans les années 1960 et 1970.
Le processus à l'époque était toujours le même. Le filament a été baigné dans une résine époxy juste avant d'être enroulé autour du mandrin. Le produit complètement enroulé a été introduit dans un autoclave à haute température qui durcirait la résine, créant un matériau solide et durable renforcé de filaments de fibre de carbone. Ce processus est connu sous le nom de bobinage humide. C'est un procédé encore utilisé aujourd'hui.
Il y a quelques années, de nouvelles méthodes ont été développées pour remplacer le bobinage humide. Les ingénieurs ont compris comment utiliser des fibres sèches de concert avec des procédés de moulage liquide. Ils ont également développé des procédés utilisant des towpregs et des prepregs. Tous ces nouveaux processus ont éliminé le besoin de baigner le filament dans de l'époxy avant l'enroulement.
LE BOBINAGE FILAMENTAIRE D'AUJOURD'HUI
Aujourd'hui, l'enroulement filamentaire peut sembler remarquablement différent par rapport à son prédécesseur de première génération. Par exemple, notre industrie utilise maintenant l'enroulement filamentaire à grande vitesse capable de créer des pièces complexes avec des sections variables et des formes inhabituelles. Nous ne sommes plus limités aux mandrins cylindriques statiques qui ne produisent que des tubes de différentes tailles.
La robotique est également introduite dans l'enroulement filamentaire. Les systèmes robotiques rendent l'ensemble du processus d'enroulement filamentaire plus rapide et plus efficace en éliminant les inefficacités de l'intervention humaine. Il fait également de l'enroulement filamentaire un processus moins cher sans sacrifier la qualité.
Même l'impression 3D a un impact sur l'enroulement filamentaire. Selon Gardiner, il existe une entreprise à Stuttgart, en Allemagne, qui a trouvé un moyen de combiner un processus d'enroulement humide robotisé avec l'impression 3D pour créer des produits finis qui associent des produits en fibre de carbone/époxy à des noyaux composites ou métalliques. Le processus peut même être modifié pour créer des produits finis sans noyau.
NOUVELLES FORMES ET TAILLES
L'avantage net de toutes ces nouvelles technologies est que nous sommes en mesure de créer des pièces composites de toutes formes et tailles tout en tirant parti de l'enroulement filamentaire. Pourquoi est-ce important ? Parce que l'enroulement filamentaire peut être automatisé à un degré beaucoup plus élevé que les couches traditionnelles. En améliorant les processus d'enroulement filamentaire pour s'adapter à autant de formes et de tailles, nous maintenons la vitesse et l'efficacité sans sacrifier la flexibilité de conception.
Nous sommes ravis de voir comment la technologie change notre industrie. Nous ne savons pas à quoi ressemblera l'enroulement filamentaire dans 10 ans, mais nous pensons qu'il y a fort à parier que les choses seront encore meilleures qu'elles ne le sont aujourd'hui. C'est bon pour notre industrie et nos clients.
