1. Explication détaillée du processus de formage sous vide de la fibre de carbone

Concept de base : Un processus de formation de matériaux composites qui utilise la pression négative du vide comme seule ou principale force de pression.

Sceller le matériau renforcé de fibres de carbone (tissu sec+résine, ou pré-imprégné) empilé sur le moule à l'aide d'un sac à vide.

La mise sous vide crée un environnement inférieur à la pression atmosphérique (généralement ≥ -0,08 MPa), en utilisant la pression atmosphérique (environ 0,1 MPa).

Compacter et déposer uniformément la couche, tout en combinant le chauffage (four, couverture ou température ambiante) pour que la résine coule, s'infiltre dans les fibres et durcisse.

2. Caractéristiques du processus de formage sous vide

L'investissement en équipement (pompe à vide, four) est beaucoup plus faible que celui des boîtes de conserve pressées à chaud.

Le coût des moules (souvent des moules en bois, des moules en matériaux composites) est nettement inférieur à celui des moules métalliques haute pression et haute précision utilisés pour les boîtes de conserve pressées à chaud.

Source de pression unique : pression de compactage reposant uniquement sur la pression atmosphérique (environ 0,1 MPa), avec une pression limitée.

Pression relativement uniforme : La pression atmosphérique agit sur le sac sous vide dans toutes les directions, ce qui permet d'obtenir un effet de compactage plus uniforme (meilleur que le moulage par contact).

Excellente capacité d'évacuation : Le vide continu élimine efficacement l'air, l'humidité et les substances volatiles, réduisant ainsi la porosité (pas aussi efficace que les boîtes pressées à chaud).

3. Processus de formage sous vide de la fibre de carbone

Préparation des matériaux - Mise en œuvre - Étanchéité - Démoulage et post-traitement

4. Avantages et inconvénients du procédé de formage sous vide de la fibre de carbone

avantage

Un équipement simple et peu exigeant : des pompes à vide et des étuves (ou des couvertures chaudes) peuvent répondre à la plupart des besoins.

Excellente adaptabilité aux formes complexes : adaptabilité extrêmement forte aux surfaces courbes, aux rainures et aux structures de grande taille.

Bonne qualité de surface (surface du moule) : La surface du moule peut être très lisse.

Réduction efficace de la porosité : évacuation continue du vide, nettement meilleure que le moulage par contact en moule ouvert.

Relativement facile à utiliser et à apprendre : le seuil technique est inférieur à celui du réservoir de la presse à chaud.

Inconvénients

Les propriétés mécaniques sont limitées : la pression de compactage maximale n'est que de 0,1 MPa, ce qui se traduit par une faible teneur en fibres (50-55%), une porosité élevée (1-3%+) et des propriétés mécaniques (en particulier la résistance entre les couches et la résistance à la compression) nettement inférieures à celles des produits obtenus par pressage à chaud.

Difficulté à contrôler le flux de résine (méthode humide) : risque d'infiltration inégale (résine pauvre/riche), flux de résine et autres problèmes qui affectent la cohérence des performances et de l'aspect.

Limitations de la température et de la durée de polymérisation : limitées par la taille du four, la puissance ou le système de résine.

Fiabilité du système de sacs sous vide : Il existe toujours un risque de défaillance de la soudure, ce qui peut entraîner des déchets de lots.

Efficacité de production relativement faible : la pose des couches (en particulier les méthodes humides), le temps d'emballage et le temps de durcissement peuvent être plus longs.

Différence de qualité sur les deux faces : La surface du sac sous vide (surface non adhésive) est généralement plus rugueuse et nécessite un traitement supplémentaire.

Traitement des matières volatiles (méthode humide) : Certaines résines (telles que le polyester/ester vinylique) peuvent produire des odeurs irritantes ou de petites quantités de COV pendant le processus de durcissement.

5. Domaines d'application du procédé de formage sous vide de la fibre de carbone ; tendances du développement futur

Champ d'application

Automobiles : revêtements de carrosserie (capot, spoiler), pièces intérieures, composants structurels non porteurs, pièces de voitures prototypes

Navires et océans : coque, éléments de pont, panneaux d'écoutille, déflecteurs, kayaks, pagaies

Production d'énergie éolienne : pales d'éoliennes de petite et moyenne taille, couvercles de nacelles, carénages

Sports et loisirs : cadre de bicyclette (entrée/moyenne gamme), casque, planche de surf, planche à neige, canne à pêche, bateau à rames (certains composants porteurs non principaux).

Équipement industriel : couvercles de protection des machines, panneaux, supports, tuyauteries, revêtements de réservoirs, montages et gabarits.

Architecture et art : Panneaux décoratifs architecturaux, sculptures, maquettes, expositions

Électronique grand public : corps de drone (qualité grand public), boîtier audio, boîtier d'appareil électronique haut de gamme

Aérospatiale (composants porteurs secondaires/intérieurs) : carénages, panneaux intérieurs, conduits, supports secondaires

Tendances futures du développement

Optimisation des pré-imprégnés : Développement de pré-imprégnés haute performance, à faible viscosité et à haute fluidité (VO Vacuum Only) spécifiquement optimisés pour les procédés de mise sous vide.

Efficacité et automatisation

Application de pose automatisée : exploration de l'application de machines de coupe automatiques et d'équipements de pose simples dans le formage sous vide, particulièrement adaptés aux composants plats ou à courbure unique.

Système de résine à durcissement rapide : Raccourcissement du cycle de durcissement et amélioration de l'efficacité de la production

Équipement modulaire/intégré : Développement de systèmes intégrés de chauffage par le vide compacts et faciles à utiliser

L'infusion de fibres sèches remplace la méthode humide : améliore l'uniformité de l'infiltration et réduit les émissions de COV (bien qu'il s'agisse à proprement parler d'une variante RTM, elle est souvent combinée avec le vide).

Extension de l'application : Remplace continuellement les matériaux traditionnels et les processus plus coûteux dans les domaines de la personnalisation de petites séries et des structures portantes non principales à grande échelle.

Résumé

Son principe consiste à utiliser la pression atmosphérique (environ 0,1 MPa) pour compacter et poser uniformément des couches à travers un système de pression négative sous vide, combiné à un chauffage (four/couverture chauffante/température ambiante) pour achever le durcissement de la résine et l'infiltration des fibres.