Tubes, Plaques et Pièces Sur Mesure en Fibre de Carbone de Précision | Weihai Dushi

Classification de base : Classification précise selon les scénarios d'application et les formes de produits

Les produits en fibre de carbone couvrent un large éventail de catégories, pouvant être divisés en quatre catégories principales selon les domaines d'application, les formes de produits et les types de substrats. Chaque type de produit répond à des besoins différenciés, avec un taux de répétition strictement inférieur à 50 %, assurant une couverture complète de plusieurs industries.

1. Par domaine d'application : segmentation par scénario des catégories de fabrication haut de gamme

Le domaine d'application est la dimension de classification la plus fondamentale pour les produits en fibre de carbonne, et les exigences de performance propres à chaque industrie ont donné naissance à des produits spécialisés sous diverses formes. Parmi eux, les quatre principaux domaines représentent plus de 80 % de la part de marché :

• Produits en fibre de carbone pour l'aérospatiale : Ces produits répondent aux exigences fondamentales de « performance ultime + haute fiabilité », notamment les composants structurels du fuselage d'aéronef, les peaux d'aile, les empennages, les nacelles moteur, etc. Certains produits haut de gamme sont également utilisés pour les corps de fusées et les supports de satellites. Le produit est fabriqué à partir d'un composite de fibre de carbone à haut module (supérieur à 40T) et de résine résistante aux hautes températures, avec une résistance à la traction supérieure à 2800 MPa, et nécessite une certification qualité de niveau aérospatial (telle que AS9100). Par exemple, l'avion Boeing 787 utilise des produits en fibre de carbone représentant 50 % du poids du fuselage, ce qui augmente l'efficacité énergétique de l'appareil de 20 % ; le corps de la fusée Falcon 9 de SpaceX utilise un enveloppe composite en fibre de carbone, 40 % plus légère qu'une enveloppe en alliage d'aluminium.
• Produits en fibre de carbone pour véhicules électriques : axé sur « légèreté + sécurité », couvrant principalement les structures de carrosserie, les couvercles de blocs-batteries, les composants du châssis, les garnitures intérieures, etc. La structure de carrosserie est fabriquée en matériau composite tissé en fibre de carbone 3K-12K, avec une rigidité en torsion supérieure à 40000 N·m/°, ce qui la rend 30 % à 50 % plus légère qu'une carrosserie traditionnelle en acier ; le couvercle du bloc-batterie utilise des produits en fibre de carbone ignifuges, offrant à la fois résistance aux chocs et au feu, et pouvant passer des tests de sécurité tels que la perforation par aiguille et l'écrasement. Des constructeurs haut de gamme comme Tesla et NIO l'ont largement adopté, et l'aile arrière en fibre de carbone du Model S Plaid améliore la stabilité à haute vitesse de 15 %.
• Produits en fibre de carbone pour équipements sportifs : avec « légèreté + haute résistance » comme caractéristique principale, couvrant les clubs de golf, les cannes à pêche, les raquettes de tennis, les skis, les cadres de vélos, etc. Ce type de produit utilise souvent des faisceaux de fibres de carbone fins de 1K à 3K, offrant une texture délicate et des propriétés mécaniques équilibrées, pouvant être optimisées en conception selon les besoins sportifs — par exemple, le manche du club de golf est renforcé avec de la fibre de carbone unidirectionnelle, augmentant la puissance explosive du coup de 10 % ; la canne à pêche adopte une superposition progressive de couches de fibre de carbone, équilibrant résistance et flexibilité, et supportant une force de traction supérieure à 10 kg sur le poisson.
• Produits en fibre de carbone pour usage industriel et infrastructurel : adapté aux besoins de « durabilité + économie », incluant les pales d'éoliennes, les réservoirs sous pression, les canalisations, les plaques de renfort pour bâtiments, les bras de robots industriels, etc. Les pales d'éoliennes sont fabriquées à partir de gros faisceaux de fibres (supérieurs à 48K) de produits en fibre de carbone, une seule pale de 10 MW dépassant 80 mètres de longueur et permettant une réduction de poids de 25 % par rapport aux pales en fibre de verre ; La plaque de renfort pour bâtiment utilise un tissu en fibre de carbone combiné à une résine époxy, ce qui permet d'augmenter la capacité portante des bâtiments anciens de plus de 30 %, avec une mise en œuvre pratique, réduisant la durée des travaux de 50 %.

2. Selon la forme du produit : couverture complète de la chaîne, depuis les profilés de base jusqu'aux composants structurels complexes

Selon leur forme obtenue, les produits en fibre de carbone peuvent être divisés en cinq catégories de base, formant ainsi une chaîne industrielle complète allant du traitement des matières premières aux applications terminales :

• Plaque en fibre de carbone : l'un des profils les plus basiques, divisé en panneaux pleins et panneaux alvéolaires, avec une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 50 mm, et pouvant être personnalisé avec différentes tailles et textures de surface. Les panneaux pleins sont utilisés pour les boîtiers d'équipements et les panneaux intérieurs ; les panneaux alvéolaires se caractérisent par leur légèreté et leur grande résistance, avec une densité de seulement 0,3 g/cm³, et sont utilisés pour les intérieurs aérospatiaux et les plaques ventrales des pales d'éoliennes. Par exemple, le plafond d'une cabine d'avion est fabriqué à partir de panneaux alvéolaires en fibre de carbone, qui sont 60 % plus légers que les panneaux en alliage d'aluminium.
• Tube en fibre de carbone : divisé en tube rond, tube carré et tube irrégulier, avec un diamètre compris entre 3 mm et 500 mm, fabriqué par procédé d'enroulement ou d'extrusion. Les tubes ronds sont utilisés pour les cannes à pêche, les mâts de drapeau et les supports de tente ; les tubes carrés servent pour les cadres de vélos et les structures de support d'équipement ; les tubes spéciaux conviennent à des scénarios particuliers, comme les gaines d'isolation pour tuyaux d'échappement automobiles. Le tube en fibre de carbone réalisé par technologie d'enroulement présente une résistance circonférentielle pouvant atteindre 1500 MPa, bien supérieure à celle du tube en acier.
• Composants structurels en fibre de carbone de formes complexes : personnalisé pour des surfaces courbes complexes ou des exigences de formes spéciales, comme les nacelles de moteurs d'avion, les panneaux intérieurs de portières automobiles, les bras articulés de robots, etc. Ce type de produit doit être moulé à l'aide de moules, avec une erreur de précision dimensionnelle ≤ ± 0,2 mm, et nécessite une conception de stratification multidirectionnelle en fibre de carbone afin d'assurer une répartition uniforme des contraintes. Par exemple, après utilisation de pièces façonnées en fibre de carbone pour le panneau intérieur de portière automobile, le poids est réduit de 45 %, tandis que la résistance aux chocs est améliorée de 30 %.
• Produits en tissu de fibre de carbone : fabriqués à partir de tissu tissé en fibre de carbone comme matériau de base, découpés et moulés, tels que des gilets pare-balles, des tissus décoratifs, des matériaux filtrants, etc. Le gilet pare-balles est constitué d'un tissu tissé en faisceau de filaments 1K, et son niveau de protection peut atteindre le niveau NIJ III ; les tissus décoratifs sont réalisés en motifs tels que losanges ou damiers grâce à la technologie jacquard, et sont utilisés pour les meubles haut de gamme et l'ameublement intérieur des véhicules automobiles.
• Profil composite en fibre de carbone : un nouveau type de produit formé par un composite avec des matériaux tels que les métaux et les céramiques, comme les tubes composites en fibre de carbone et alliage d'aluminium, ou les disques de frein en fibre de carbone et céramique. Les disques de frein en fibre de carbone et céramique conservent un coefficient de friction stable à haute température et sont utilisés dans les systèmes de freinage des voitures de sport et des avions. Leur durée de vie est 5 fois plus longue que celle des disques de frein métalliques.

3. Adaptation différenciée des performances de différents systèmes composites selon le type de matrice

Selon le matériau de la matrice composite, les produits en fibre de carbone peuvent être divisés en trois grands systèmes afin de répondre à différentes exigences de performance :

• Produits en fibre de carbone à base de résine : la catégorie la plus répandue, représentant plus de 85 %, basée sur des résines époxy, phénoliques et thermoplastiques. Les produits à base de résine époxy possèdent des propriétés mécaniques équilibrées et sont utilisés dans l'aérospatiale et les équipements sportifs ; les produits à base de résine phénolique offrent une excellente résistance au feu et sont utilisés dans les transports ferroviaires et les composants ignifugés ; les produits à base de résine thermoplastique sont recyclables et employés pour les carrosseries automobiles et les boîtiers d'appareils électroniques.
• Produits en fibre de carbone à base métallique : Composite associant des métaux tels que l'aluminium, le titane, le cuivre, etc., combinant la légèreté de la fibre de carbone avec la conductivité électrique et thermique des métaux, utilisé pour les composants de dissipation thermique dans les appareils électroniques et les composants structurels conducteurs dans l'aérospatiale. Par exemple, les radiateurs composites en fibre de carbone et aluminium présentent une efficacité de dissipation thermique supérieure de 40 % par rapport aux radiateurs en aluminium pur.
• Produits en fibre de carbone à base céramique : À base de céramique, ils possèdent une excellente résistance aux hautes températures et peuvent être utilisés à long terme à des températures supérieures à 1000 ℃. Ils sont utilisés pour les pales de turbine de moteurs d'avion et les revêtements de fours industriels. Ce type de produit a un coût élevé et est principalement utilisé dans des scénarios haut de gamme à haute température.

4. Catégories dérivées personnalisées pour des scénarios spéciaux basées sur des caractéristiques fonctionnelles

Face à des environnements extrêmes ou des besoins particuliers, les produits en fibre de carbone ont développé plusieurs sous-catégories fonctionnelles, élargissant ainsi leurs limites d'application :

• Produits en fibre de carbone résistants aux hautes températures : fabriqués à partir de résine polyimide ou d'une matrice céramique, avec une température d'utilisation continue de 150 à 1000 ℃ et un taux de rétention des propriétés mécaniques supérieur à 85 % à haute température, utilisés pour les composants de moteurs d'avion et les structures de fours industriels.
• Produits en fibre de carbone ignifuges : ajoutés avec des retardateurs de flamme sans halogène, les performances ignifuges atteignent le niveau UL94 V0, et la densité de fumée est faible lors de la combustion. Ils sont utilisés pour l'intérieur des wagons de transport ferroviaire et des composants ignifuges de bâtiments.
• Produits en fibres de carbone conductrices : En ajoutant des nanotubes de carbone ou en utilisant des composites à base métallique, la résistance de surface est ≤ 10⁴ Ω, utilisée pour les boîtiers de blindage électromagnétique et les sols antistatiques.
• Produits en fibres de carbone résistants à la corrosion : utilisant une matrice de résine résistante aux acides et aux alcalis, peut résister à la corrosion par l'eau de mer et les milieux chimiques, utilisée pour les structures de plates-formes marines et les canalisations chimiques.

Avantage principal : Six caractéristiques fondamentales pour redéfinir la valeur de l'industrie manufacturière

La raison pour laquelle les produits en fibre de carbone peuvent devenir le « support de matériau clé » pour la fabrication haut de gamme réside dans leurs avantages globaux en termes de propriétés mécaniques, de légèreté, d'adaptabilité environnementale et d'autres dimensions, qui ensemble établissent leur position incontournable sur le marché.

1. Avantages ultimes de légèreté et de haute résistance

L'équilibre entre légèreté et haute résistance constitue la compétitivité fondamentale des produits en fibre de carbone. Sa densité est seulement de 1,7 à 2,0 g/cm³, soit le quart à un cinquième de celle de l'acier et deux tiers de celle de l'alliage d'aluminium. Sa résistance à la traction peut atteindre 1500-3000 MPa, ce qui représente 5 à 10 fois celle de l'acier, et sa résistance spécifique (résistance/densité) dépasse largement celle des matériaux traditionnels. Dans l'industrie aérospatiale, grâce à l'utilisation de produits en fibre de carbone, les avions peuvent réduire leur masse structurelle de 30 % à 50 % et améliorer leur efficacité énergétique de 15 % à 20 %. L'avion Boeing 787 peut ainsi réaliser une économie annuelle d'environ 12 millions de dollars par appareil en coûts de carburant grâce à l'utilisation massive de produits en fibre de carbone ; dans l'industrie automobile, le châssis en fibre de carbone réduit le poids total du véhicule de 40 %, diminue le temps d'accélération sur 100 kilomètres de 1 à 2 secondes et réduit la consommation de carburant de plus de 15 % ; dans le domaine de l'énergie éolienne, l'utilisation de produits en fibre de carbone sur les pales d'éoliennes de 10 MW permet de réduire le poids de 25 % et d'augmenter l'efficacité de production d'électricité de 5 % à 8 %.

2. Excellente résistance à la fatigue et durabilité

Les produits en fibre de carbone possèdent une excellente résistance à la fatigue, avec un taux de rétention de la résistance à la fatigue de 85 % à 90 % sous des cycles de charge dynamique, bien supérieur aux 50 % à 60 % de l'acier. Dans le domaine de l'énergie éolienne, les pales d'éoliennes doivent supporter des cycles de charge éolienne pendant plus de 20 ans. Après utilisation de produits en fibre de carbone, le risque de rupture par fatigue est réduit de 70 % ; dans le secteur aéronautique, les composants de fuselage d'avion doivent supporter des charges vibratoires dues à des dizaines de milliers de décollages et atterrissages, et la résistance à la fatigue des produits en fibre de carbone peut prolonger la durée de vie des composants à plus de 25 ans. En outre, les produits en fibre de carbone présentent également une excellente résistance aux intempéries, avec une durée de vie pouvant atteindre 15 à 20 ans dans des environnements extérieurs tels que l'exposition au soleil, à l'humidité, aux brouillards salins, etc., soit plus de 50 % plus longue que celle des matériaux métalliques traditionnels. Après adoption de canalisations en fibre de carbone sur les plates-formes offshore, on peut éviter les remplacements fréquents dus à la corrosion par l'eau de mer, et réduire les coûts de maintenance de 60 %.

3. Conception hautement flexible et capacités de personnalisation

Les produits en fibre de carbone permettent une conception personnalisée dans toutes les dimensions, s'adaptant parfaitement aux besoins spécifiques dans différents scénarios. En ce qui concerne la forme, n'importe quelle forme complexe peut être réalisée selon le moule, allant de simples plaques et tubes à des structures irrégulières telles que les nacelles de moteurs d'avion, le tout pouvant être précisément formé avec une erreur de précision dimensionnelle ≤ ± 0,2 mm. En termes de performance, la résistance, la ténacité, la résistance à la température et autres propriétés peuvent être optimisées en ajustant les spécifications du faisceau de fibre de carbone (1K-60K), l'orientation des couches (0 °, 90 °, ± 45 °), le type de matrice et d'autres paramètres. Par exemple, le manche de club de golf atteint un équilibre entre « haute résistance en tête + grande ténacité en talon » grâce à une conception en couches graduelles ; en ce qui concerne l'apparence, différentes textures et couleurs peuvent être obtenues par des techniques de tissage et des traitements de surface, comme l'utilisation de panneaux décoratifs en fibre de carbone jacquard dans l'habitacle des voitures pour rehausser le caractère haut de gamme du produit.

4. Excellente adaptation du processus et efficacité de moulage

Les produits en fibre de carbone sont compatibles avec plusieurs procédés de moulage, répondant ainsi à divers besoins allant de la personnalisation unitaire à la production de masse. Pour les produits standardisés tels que les feuilles et les tubes, les procédés d'extrusion et d'enroulement peuvent être utilisés pour une production à grande échelle. La vitesse d'extrusion peut atteindre 5 à 10 m/min, et la production journalière d'une seule ligne de production peut dépasser 1000 mètres ; pour les pièces de formes complexes (telles que les composants structurels d'aéronefs ou les portes de voiture), des cuves de pression à chaud et des procédés de moulage peuvent être employés, avec un cycle de moulage de seulement 20 à 60 minutes, adapté à la cadence rapide de l'industrie manufacturière automobile ; pour les pièces sur commande en petites séries (telles que l'équipement haut de gamme pour le sport), la technologie de formage sous sac vide peut être utilisée, offrant un coût plus faible et une qualité de formage stable. En outre, le taux de rebut lors du traitement des produits en fibre de carbone n'est que de 5 % à 8 %, bien inférieur aux 15 % à 20 % observés dans le traitement traditionnel des métaux, réduisant ainsi significativement le gaspillage de matière.

5. Élargissement fonctionnel diversifié

Outre les propriétés mécaniques de base, les produits en fibre de carbone peuvent également offrir des propriétés fonctionnelles variées et étendre les limites d'application grâce à une modification composite. En matière de blindage électromagnétique, les produits en fibre de carbone conducteurs permettent de bloquer plus de 99 % des rayonnements électromagnétiques et sont utilisés pour les boîtiers d'équipements militaires et de stations de base 5G ; en matière de conductivité thermique et de dissipation de la chaleur, les produits composites métal-fibre de carbone présentent un coefficient de conductivité thermique pouvant atteindre 150 W/(m·K) et sont utilisés comme dissipateurs thermiques pour processeurs dans les appareils électroniques ; en matière d'atténuation des vibrations, le taux d'atténuation des vibrations des produits en fibre de carbone est supérieur à celui de l'acier de plus de 10 fois, ce qui permet de réduire le bruit de fonctionnement et l'usure des châssis automobiles ainsi que des machines-outils industrielles ; en matière de perméabilité aux rayons X, les produits en fibre de carbone peuvent être utilisés comme plaques de protection contre les radiations dans les équipements médicaux, assurant un équilibre entre protection et légèreté.

6. Avantage en matière de coût sur tout le cycle de vie à long terme

Bien que le coût initial d'acquisition des produits en fibre de carbone soit relativement élevé (environ 10 à 20 fois celui de l'acier), l'avantage en termes de coût sur tout le cycle de vie est significatif. Dans le domaine du transport ferroviaire, l'utilisation de composants de caisse en fibre de carbone permet de réduire le poids d'une seule caisse de plus de 250 kg, d'économiser environ 42 000 kWh d'électricité par train et par an, et de réduire le coût total de 30 % sur un cycle de vie de 10 ans ; dans le domaine des équipements industriels, la résistance à la corrosion des produits en fibre de carbone peut prolonger le cycle de maintenance de 1 an à 5 ans, réduire de 40 % le temps d'arrêt pour maintenance et augmenter l'efficacité de production de 15 % ; dans l'industrie aérospatiale, l'allègement apporté par les produits en fibre de carbone permet de réduire la consommation de carburant et les coûts de transport. L'avion Boeing 787 peut ainsi amortir le surcoût du matériau en 5 ans grâce aux économies de carburant liées à la réduction de poids. En outre, les produits en fibre de carbone thermoplastiques peuvent être recyclés et réutilisés, avec un taux de rétention des performances supérieur à 70 % pour les matériaux recyclés, ce qui réduit davantage les coûts de matière première.

Point fort du processus : contrôle précis et valorisation des matières premières aux produits finis

L'excellence des produits en fibre de carbone réside dans des procédés de production précis et une maîtrise complète de la qualité tout au long du processus. Leur système de fabrication garantit non seulement la cohérence des produits, mais permet également d'atteindre un équilibre optimisé entre performance et coût, constituant ainsi un pilier essentiel de la compétitivité par catégorie.

1. Procédé principal de moulage : un système technologique diversifié adapté à toutes les catégories

Le procédé de moulage des produits en fibre de carbone est sélectionné de manière flexible selon la forme du produit et les exigences de performance, avec quatre procédés dominants couvrant plus de 90 % des catégories de produits :

• Procédé de profilage par traction (pultrusion) : utilisé principalement pour la production de profilés linéaires tels que des plaques et des tuyaux. La feutre/tissu en fibre de carbone est continuellement tiré dans le réservoir de résine afin d'être imprégné, grâce à un dispositif de traction, puis durci en forme par chauffage du moule. Ce procédé offre une efficacité de production extrêmement élevée, avec une vitesse linéaire de 5 à 15 m/min et des performances de produit uniformes. La précision de contrôle de la teneur en résine atteint ± 1 %, ce qui le rend adapté à la production à grande échelle. Par exemple, sur une ligne de production de tubes en fibre de carbone, la production journalière d'une seule ligne peut atteindre 2000 mètres, et l'erreur de rectitude du produit est ≤ 0,5 mm/m.
• Procédé de moulage par enroulement : utilisé pour la production de produits cylindriques ou rotatifs (tels que des réservoirs sous pression, des pipelines, des coques de fusée), le préimprégné en fibre de carbone est enroulé autour d'un moule central à un angle prédéterminé par une machine d'enroulement, puis chauffé et durci. L'angle d'enroulement peut être précisément contrôlé (0 ° -90 °), permettant au produit de présenter une répartition optimale de la résistance aussi bien dans les directions axiale que circonférentielle. Par exemple, après utilisation de la technologie d'enroulement spiralé, la pression de rupture des bouteilles de gaz haute pression peut dépasser 80 MPa, bien supérieure à celle des bouteilles métalliques traditionnelles.
• Procédé de moulage par compression : adapté aux pièces de formes complexes (telles que les pièces intérieures automobiles et l'équipement sportif), le préimprégné en fibre de carbone est placé dans le moule selon les exigences de stratification, puis durci par chauffage (120-180 ℃) et pression (0,5-1,5 MPa). Ce procédé offre une grande précision dimensionnelle, avec une erreur ≤ ± 0,2 mm, et permet une production en série. Le cycle de production en mode unique est de 20 à 60 minutes, et l'aile arrière en fibre de carbone de Tesla est fabriquée selon ce procédé.
• Procédé de moulage par pressage à chaud : Utilisé pour les composants structurels aérospatiaux haut de gamme (tels que les ailes d'avion et les revêtements de fuselage), le préimprégné en fibre de carbone est stratifié et placé dans un autoclave chauffé pour polymérisation dans un environnement à haute température et haute pression (température 150-200 ℃, pression 0,8-1,2 MPa). Ce procédé garantit une imprégnation complète de la résine dans les fibres, le taux de défauts internes du produit est inférieur à 0,3 %, et les propriétés mécaniques sont stables. Les principaux modèles d'avions de Boeing et Airbus utilisent ce procédé pour la fabrication de composants structurels essentiels.

2. Points clés de contrôle du processus : les cinq liens fondamentaux qui déterminent la performance du produit

La stabilité de qualité des produits en fibre de carbone provient d'un contrôle précis de l'ensemble du processus de production, avec cinq étapes clés déterminant directement la performance finale du produit :

• Sélection des matières premières en fibre de carbone : Choisir des spécifications de torons et des classes de module adaptées selon les exigences de performance du produit. Pour les produits aérospatiaux, privilégier des torons petits à haut module de 40T ou plus (1K-6K), et pour les produits industriels, opter pour des torons grands de 24T ou moins (48K ou plus) ; par ailleurs, effectuer des tests rigoureux sur les indicateurs tels que la résistance, le module et la teneur en carbone de la fibre de carbone, et interdire strictement l'utilisation de matières premières non conformes en production.
• Contrôle de la préparation du matériau préimprégné : La teneur en résine et l'uniformité du matériau préimprégné influencent directement les performances du produit. Lors de la préparation par des méthodes d'imprégnation à chaud ou par solvant, la teneur en résine est contrôlée entre 30 % et 50 % avec une erreur de ± 1 % ; on utilise un équipement d'imprégnation contrôlé par ordinateur afin d'assurer une couverture uniforme de la résine sur chaque fibre de carbone et d'éviter les points faibles dus à un défaut local d'adhésif.
• Conception et mise en œuvre du placage : Sur la base de l'analyse des contraintes subies par le produit, une conception du placage est réalisée afin de déterminer la direction des fibres, le nombre de couches et leur séquence. Par exemple, la structure portante adopte des couches disposées alternativement à 0 °/90 °, et la structure résistante aux chocs adopte des couches disposées à ± 45 ° ; le processus de placage utilise une machine automatisée de pose de fibres avec une précision de ± 0,1 mm, évitant ainsi les désalignements de fibres liés à une pose manuelle.
• Contrôle précis des paramètres de polymérisation : Régler la température, la pression et le temps de polymérisation en fonction du type de résine. Les résines thermodurcissables nécessitent un contrôle de la vitesse de chauffage (2-5 ℃/min) afin d'éviter une montée en température trop rapide et la formation de bulles ; surveiller en temps réel le degré de polymérisation à l'aide de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) pour garantir une polymérisation complète de la résine sans phénomène de surcuisson.
• Traitement postérieur et inspection qualité : Le produit polymérisé doit subir des opérations de finition telles que le dégraissage et le polissage afin d'assurer la précision dimensionnelle et la régularité de surface ; chaque lot de produits doit faire l'objet de tests de propriétés mécaniques tels que la résistance à la traction, la résistance à la flexion et la ténacité au choc. Des techniques d'essais non destructifs telles que l'essai ultrasonore et l'essai aux rayons X sont utilisées pour détecter les défauts internes, avec un taux de détection des défauts de 99,9 %.

3. Tendance de l'innovation de processus : Trois grandes directions pour promouvoir la mise à niveau de la catégorie

Le secteur continue d'améliorer les performances et le rapport coût-efficacité des produits en fibre de carbone grâce à l'innovation de processus, avec trois grandes directions d'innovation qui guident le développement de la catégorie :

• Production automatisée et intelligente : Introduction de robots industriels, de systèmes de vision artificielle et de technologies de jumeau numérique afin de réaliser une automatisation complète du processus, depuis le tri des matières premières, l'empilage, le durcissement jusqu'à l'inspection. Par exemple, la vitesse de pose des fils par une machine automatisée est 10 fois plus rapide que l'opération manuelle, et le système de détection par IA peut identifier en temps réel des défauts tels que le désalignement des fibres ou l'absence de colle, réduisant ainsi l'erreur de cohérence du produit à ± 0,1 mm.
• Recherche et développement de procédés à faible coût : Développement d'une technologie de formage en fibres de carbone à gros faisceaux, d'un procédé de préimprégnation sans solvant et d'un système de résine à durcissement rapide afin de réduire les coûts de production. Le prix des fibres de carbone à gros faisceaux n'est que le tiers à un cinquième de celui des petits faisceaux, et le coût des pales d'éoliennes produites avec des gros faisceaux est réduit de 40 % ; la résine à durcissement rapide réduit le cycle de moulage à moins de 10 minutes, améliorant ainsi l'efficacité de production.
• Application du procédé de recyclage vert : Promouvoir la technologie de recyclage et de réutilisation des produits en fibre de carbone thermoplastique, permettre le recyclage des matières premières par fusion et remodelage, et atteindre un taux de recyclage supérieur à 80 % ; développer un procédé composite associant une résine biosourcée et la fibre de carbone, réduire la dépendance aux matières premières issues du pétrole et diminuer les émissions de COV de plus de 90 %, conformément à la tendance de la fabrication verte.