Préimprégné A-11 à cure à basse température

Préimprégné de fibre de carbone à durcissement à basse température : une solution de moulage efficace pour les domaines de l'énergie nouvelle et du transport ferroviaire

L'équilibre entre « un moulage efficace » et « des performances stables » a toujours été un défi dans la fabrication de composants structuraux composites de grande taille utilisés dans les véhicules à énergie nouvelle, l'énergie éolienne, le rail à grande vitesse et d'autres domaines. Notre préimprégné en fibre de carbone durcissable à basse température repose sur deux gammes de températures de polymérisation, 80 °C et 90 °C, couvrant deux formes : le préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone et le préimprégné tissu en fibre de carbone. Grâce à une excellente mouillabilité, une grande flexibilité et des propriétés mécaniques élevées, il est compatible avec les procédés de moulage à chaud (hot press) et sans pression thermique. Il offre des solutions matérielles à faible consommation d'énergie, hautement efficaces et de haute qualité pour des pièces structurelles de grande taille telles que les couvercles de blocs-batteries des véhicules électriques, les pales d'éoliennes et les carrosseries de trains à grande vitesse, dépassant ainsi les limites des préimprégnés traditionnels à durcissement à haute température en termes de coût de moulage et d'adaptabilité aux processus.

Avantage principal : Triple percée en matière de faible consommation d'énergie lors du moulage, d'adaptabilité élevée et de performance stable

1. Durcissement à basse température à 80 ℃ / 90 ℃ réduisant significativement la consommation et les coûts énergétiques de production

Par rapport aux préimprégnés traditionnels en fibre de carbone nécessitant des températures de durcissement supérieures à 120 ℃, les deux séries principales de ce produit (série durcissable à 80 ℃ et série durcissable à 90 ℃) réduisent fondamentalement la consommation d'énergie pendant le processus de moulage. Prenons l'exemple de la fabrication de couvercles de blocs-batteries pour véhicules électriques : lorsqu'on utilise la série durcissable à 80 ℃, la consommation d'énergie pour un cycle de moulage est réduite de plus de 40 % par rapport aux préimprégnés traditionnels à haute température ; bien que la série durcissable à 90 ℃ présente une consommation énergétique légèrement supérieure, elle est compatible avec davantage de systèmes de résine, permettant ainsi de répondre aux exigences mécaniques plus élevées des pales d'éoliennes et des composants de caisses ferroviaires à grande vitesse.

Le durcissement à basse température réduit non seulement les coûts de consommation énergétique, mais diminue également l'usure des équipements et les risques de production. D'une part, un environnement à basse température peut prolonger la durée de vie des équipements de chauffage (tels que les autoclaves et les machines de moulage) et réduire les coûts de maintenance du matériel de l'entreprise ; d'autre part, en évitant la déformation thermique des matériaux due aux hautes températures, il est particulièrement adapté aux grands composants structurels tels que les pales d'éoliennes de plus de 10 mètres de long. Le durcissement à basse température permet de réduire les contraintes thermiques dans les différentes zones, diminue la probabilité de fissuration et de gauchissement des pièces formées, et par ailleurs, le processus de durcissement à basse température ne nécessite pas un temps de préchauffage prolongé, ce qui raccourcit de 25 % le cycle de production d’un lot unique, s’adaptant ainsi au rythme de production « à grande échelle et livraison rapide » dans des secteurs tels que les véhicules électriques et l’énergie éolienne.

2. Couverture produit multi-forme, adaptée aux exigences de performance de différents composants structurels

La gamme de produits comprend des préimprégnés en fibre de carbone unidirectionnels et des tissus en fibre de carbone préimprégnés, qui peuvent être sélectionnés de manière flexible selon les caractéristiques de contrainte et les exigences de mise en forme des composants structurels dans différents domaines, permettant ainsi l'avantage de conception « d'adaptation sur demande ».

Préimprégné de fibre de carbone unidirectionnel : Il adopte un arrangement unidirectionnel de fibres de carbone à haute rectitude, avec une cohérence de la direction des fibres supérieure à 99,5 %, et des propriétés mécaniques axiales exceptionnelles. Convient pour les composants structurels devant supporter des charges unidirectionnelles, comme la traverse porteuse des couvercles de blocs-batteries des véhicules électriques, la poutre principale des pales d'éoliennes, ou encore les composants de support longitudinaux des caisses de trains à grande vitesse. Sa densité est strictement contrôlée à au moins 5 % afin d'assurer une répartition uniforme des fibres. La résistance en traction à 0 ° peut atteindre plus de 1700 MPa, et le module d'élasticité en traction à 0 ° dépasse 115 GPa, ce qui permet de répondre aux exigences fondamentales de « légèreté + haute résistance » pour les grands composants structurels.

Tissu préimprégné en fibre de carbone : Basé sur des tissus croisés et sergés, il possède d'excellentes propriétés isotropes dans le plan ainsi qu'une résistance accrue aux chocs et au cisaillement. Convient pour des composants à géométrie complexe et soumis à des contraintes multidirectionnelles, comme les protections de châssis pour véhicules électriques, les racines de pales d'éoliennes ou encore les structures intérieures des trains à grande vitesse. La structure du tissu améliore la flexibilité du matériau préimprégné, permettant une adhérence étroite aux surfaces complexes des moules. Après moulage, la surface des pièces présente une grande régularité, sans nécessiter de polissage supplémentaire, réduisant ainsi les coûts de production.

Deux formes de préimprégné peuvent être utilisées séparément ou combinées en couches. Par exemple, les pales d'éoliennes peuvent adopter une conception du type « préimprégné unidirectionnel (longeron principal) + préimprégné tissé (racine de pale) », ce qui permet d'équilibrer la résistance axiale et la résistance au cisaillement au niveau de la racine, exploitant pleinement les avantages propres à chaque forme de produit.

3. Une excellente mouillabilité et conformité garantissent la qualité de la mise en forme de grands composants structurels

Ce préimprégné en fibre de carbone durci à basse température permet une encapsulation complète des fibres de carbone grâce à l'optimisation de la formulation de la résine et du procédé d'infiltration. Le système de résine utilise une résine époxy modifiée, qui présente une bonne fluidité et une forte compatibilité avec les fibres de carbone. Elle peut pénétrer dans chaque faisceau de fibres de carbone, réduisant ainsi les bulles d'interface et les défauts, et atteignant une uniformité d'infiltration supérieure à 99 %. Une excellente mouillabilité améliore non seulement les propriétés mécaniques des matériaux composites, mais renforce également leur stabilité environnementale. Dans les cycles de hautes et basses températures des véhicules électriques (-40 ℃~85 ℃) et dans les environnements extérieurs chauds et humides de l'éolien, le taux de rétention des performances mécaniques des composants peut encore dépasser 88 %.

La conformité et l'ajustement sont des indicateurs clés pour la formation de grands composants structurels, et ce produit se distingue particulièrement à cet égard. Que ce soit pour un couvercle plat de batterie de véhicule électrique ou pour un composant complexe incurvé de caisse de train à grande vitesse, le préimprégné adhère étroitement à la surface du moule sans plis ni bulles. Prenons l'exemple de la fabrication de panneaux de paroi latérale de caisse de train à grande vitesse (avec un rayon de courbure supérieur à 2 mètres) : lorsqu'on utilise un préimprégné en tissu de fibres de carbone, le taux d'adhérence atteint 99,2 %, et l'erreur dimensionnelle des pièces formées est contrôlée à ± 0,5 mm, bien en dessous de la norme industrielle de ± 1 mm, réduisant ainsi les ajustements nécessaires lors du montage ultérieur.

4. Compatible avec les procédés à chaud et sans pression chaude, réduisant le seuil d'exigence pour l'équipement de production

En réponse aux différences de configuration des équipements entre les différentes entreprises, le produit est parfaitement compatible avec les procédés de formage en chaudronnerie sous pression et sans pression (tels que le moulage par compression et le formage sous sac sous vide), sans nécessiter de modification supplémentaire des équipements par les entreprises, réduisant ainsi considérablement les obstacles à la production.

Moulage sous presse chaude : adapté aux composants nécessitant une précision et des performances extrêmement élevées, comme les composants structurels clés des caisses de trains à grande vitesse. La pression uniforme (0,5~1,5 MPa) et le contrôle thermique de la presse chaude permettent d'améliorer encore l'effet d'imprégnation du préimprégné, de réduire les défauts internes et de garantir une fluctuation des performances mécaniques des pièces moulées inférieure à 3 %, répondant ainsi aux normes strictes des équipements haut de gamme.

Moulage sans pression à chaud : tel que le moulage par compression, adapté à la production de masse de couvercles de blocs-batteries de véhicules électriques et d'aubes d'éoliennes, avec des coûts d'investissement en équipement faibles et une haute efficacité de production ; le moulage en sac sous vide convient aux composants de grandes dimensions et en petites séries (comme les pales d'éoliennes de plus de 15 mètres), où l'écoulement de la résine et l'évacuation des gaz sont assurés par dépression sous vide, réduisant les coûts de moulage de 30 % par rapport à la technologie de cuve sous pression à chaud.

Dans les deux procédés, le produit peut maintenir un effet de réticulation stable : la série de réticulation à 80 °C nécessite seulement 60 minutes dans un moulage en sac sous vide ; la série de réticulation à 90 °C permet de réduire le temps de réticulation à 45 minutes en moulage par compression, offrant un bon équilibre entre efficacité et qualité.

5. Conception différenciée, création de barrières concurrentielles sur le marché

Parmi les produits de préimprégnés à durcissement à basse température de la même catégorie, d'une part, une innovation différenciée est mise en œuvre au niveau de la formule de résine, du choix des fibres et du système de durcissement — par exemple, des additifs antivieillissement uniques sont ajoutés à la résine, permettant ainsi d'étendre la durée de vie du produit en environnement extérieur dans le secteur éolien à plus de 20 ans, bien au-delà de la durée moyenne des produits similaires qui est de 15 ans ; d'autre part, nous proposons des services personnalisés flexibles pouvant ajuster la température de polymérisation (par exemple, modèles sur mesure à 85 °C), la masse surfacique des fibres (couverture complète de 100 g/m² à 800 g/m²) et la teneur en résine (ajustable entre 35 % et 50 %), afin de répondre aux besoins spécifiques de différents marchés segmentés tels que les véhicules électriques, l'énergie éolienne et le rail à grande vitesse, tout en évitant les pressions sur les prix dues à une concurrence homogène.