Types de tissage de tissu composite en fibre de carbone

Les composites en fibre de carbone sont tissés de différentes manières. Les comprendre vous aidera à optimiser la conception de vos produits, à améliorer leurs performances, à réduire leur poids et leurs coûts, et, in fine, à améliorer leur compétitivité.

1. Qu'est-ce que le tissage de tissu ?

Les fibres de carbone sont des brins de faisceaux de fibres assemblés avant d'être assemblés pour former des tissus. Pour élargir ses applications, la fibre de carbone est souvent transformée en tissus tissés. Les faisceaux de fibres de chaîne et de trame sont entrelacés selon des angles spécifiques pour former une structure plate et flexible. C'est ce qu'on appelle le tissage textile.

2. Types de tissage

Tissage uni, également appelé damier

• Structure : Les faisceaux de fibres de chaîne et de trame sont tissés alternativement de haut en bas pour former un mécanisme de treillis carré uniforme 1 × 1.
• Avantages : plus léger et plus fin, anisotropie mieux équilibrée, de sorte que ses propriétés mécaniques sont équilibrées dans toutes les directions, adapté aux forces multidirectionnelles de la paroi mince de la scène.
• Inconvénients : Il a une faible flexibilité et un drapé médiocre, ne convient pas aux scénarios de drapage de forme courbe, mais uniquement aux structures plates.

Armure sergée

• Structure : Les fils de chaîne sont entrelacés sur plusieurs fils de trame pour former un motif diagonal, généralement un sergé 2×2, un sergé 4×4 ou un double sergé 2×2.
• Avantages : Moins d'entrelacement des fils de chaîne et de trame, structure plus dense et plus flexible. Plus adapté aux structures de surface composites. La structure tridimensionnelle ainsi obtenue est plus esthétique et plus adaptée aux scènes exposées.
• Inconvénients : Comme il y a moins de points entrelacés, ils sont moins résistants à l'abrasion et les bords sont plus susceptibles de se desserrer.

Le tissage sergé peut être classé dans les types suivants en fonction des différentes méthodes d'entrelacement de sa chaîne et de sa trame

Armure sergée 2×2：

Il s'agit du type de tissage 2×2 le plus courant. Il est composé de deux fils de chaîne drapés sur deux fils de trame, lesquels sont noyés sous ces derniers pour former un tissage entrelacé.

Tissage sergé 4×4：

Même tissage que le sergé 2×2, mais composé de quatre fils de chaîne flottant sur quatre fils de trame, eux-mêmes noyés sous ces derniers. La structure est plus lâche que celle du sergé 2×2, offrant un meilleur drapé et un moulage plus facile.

Sergé double 2×2:Il est généralement appliqué aux tissus mixtes

• Structure : Le fil de chaîne est suspendu horizontalement vers le haut, sur deux fils de trame, puis vers le bas, pour former une structure diagonale continue. Les fils de trame sont entrelacés avec les fils de chaîne de la même manière, deux vers le haut, deux vers le bas, formant ainsi une structure sergée symétrique.
• Avantages : Grâce à sa structure diagonale, il présente une résistance au cisaillement supérieure et un ajustement de surface solide, ce qui le rend adapté aux scénarios de contraintes complexes.

Tissage satiné

• Structure : L'entrelacement des fils de chaîne et de trame se produit une fois à des intervalles de plusieurs fils, et ces points d'entrelacement sont séparés, réguliers et discontinus.
• Avantages : Surface plane et lisse, flexibilité supérieure, convient aux structures aux courbes complexes. Légèreté : infiltration uniforme de résine époxy, teneur en fibres adéquate.
• Inconvénients : Anisotropie plus marquée, résistance transversale du tissu plus faible.

Tissage unidirectionnel

• Structure : Toutes les fibres du fil sont disposées parallèlement dans la même direction sans aucun entrelacement.
• Avantages : résistance supérieure dans le sens des fibres. Plus léger. 
• Inconvénients : résistance transversale du tissu plus faible, doit être améliorée par plusieurs couches de stratification croisée

3. Comparaison des paramètres des différentes méthodes de tissage

4. Application

• Aérospatial

Hélices de drones : le tissu unidirectionnel est choisi pour être superposé sur toute la longueur de la pale de l'hélice afin de maximiser sa résistance à la flexion, réduisant considérablement le poids du fuselage et augmentant sa portée.

• Automobile

Carrosserie de voiture : les tissus sergés composites en fibre de carbone combinent des capacités de moulage incurvées avec un attrait esthétique, tout en améliorant la rigidité en torsion et la résistance au cisaillement.

• Établissement médical 

Panneaux de lit CT pour équipements de test : La grande flexibilité du tissage satiné lui permet de s'adapter aux courbes du corps et assure un taux de transmission des rayons X élevé.

5. Conclusion

Comprendre et apprendre comment les composites en fibre de carbone sont tissés peut vous aider à faire correspondre avec précision les matériaux aux propriétés de votre produit, à optimiser le processus de production de votre produit, à réduire le coût de votre produit et à donner à votre produit une place sur le marché.