Voies techniques pour le renforcement en fibre de carbone
Il existe trois voies principales pour les matériaux d'impression 3D renforcés en fibre de carbone : le fil composite à fibres continues (CF-CRF), le fil d'apport en fibres coupées et le frittage de fibres de carbone à base de métal. Parmi eux, la technologie CF-CRF extrude de manière synchrone des faisceaux de fibres de carbone et une matrice de nylon ou de PEEK pour former une structure continue renforcée par des fibres, et les propriétés mécaniques peuvent être améliorées de deux à trois fois. Le tracé des fibres coupées peut être réalisé à l’aide d’une imprimante FDM courante sur le marché dotée d’une buse spéciale. Le coût est inférieur mais la plage d'amélioration se situe entre 30 et 50 pour cent.
Manifestations particulières de l'anisotropie
La résistance et le module des matériaux composites renforcés de fibres de carbone dans le sens des fibres dépassent de loin ceux dans le sens sans fibres, ce qui contraste fortement avec l'isotropie des matériaux métalliques traditionnels. Lors de la conception de pièces, il est nécessaire d’aligner la direction des fibres avec la direction des contraintes principales. Ceci est réalisé en définissant l'angle de disposition des fibres dans le logiciel de découpage. Lorsque les charges proviennent de plusieurs directions, un comportement mécanique approximativement isotrope peut être obtenu en alternant les couches de fibres.
Adaptation des équipements et défis en matière de coûts
L'impression continue de fibres nécessite une extrudeuse multicanal dédiée et un mécanisme de guidage des fibres de haute précision. Le coût de l'équipement est trois à cinq fois supérieur à celui des imprimantes FDM ordinaires. Les abrasifs en fibre de carbone sont extrêmement abrasifs pour les buses. Les buses en laiton ont une durée de vie de quelques heures seulement. Il est recommandé d'utiliser des buses en acier trempé ou en rubis. Le contrôle de la cohérence de la disposition des fibres dans la production de masse nécessite toujours un cycle de vérification du processus comme garantie.
Soumettez un modèle, un dessin, une image ou des notes écrites. Les ingénieurs examineront le matériau, le processus, les finitions et la livraison en fonction de l'utilisation réelle.