Le procédé traditionnel de stratification manuelle des composites en fibre de carbone présente des problèmes d'infiltration irrégulière et de formation de bulles d'air, ce qui entraîne une perte significative de résistance de la pièce. Le procédé de mise sous vide, quant à lui, applique une pression uniforme et constante sur la surface de stratification, ce qui permet d'obtenir une pièce composite robuste et légère.

Ce guide analyse les concepts de base, les étapes du processus, les avantages et les scénarios d’application de l’ensachage sous vide pour vous aider à améliorer les performances du produit.

1. Qu'est-ce que le processus de mise sous vide ?

On l'appelle aussi plastification sous vide.

Ce procédé utilise le vide pour éliminer l'excès de résine et appliquer une pression uniforme sur le matériau des couches avant le durcissement et le moulage de la pièce composite. L'air emprisonné entre les couches est éliminé, et les fibres des couches entre les stratifiés sont liées et durcies par polymérisation adhésive.

2. Pourquoi choisir le procédé de mise sous vide ?

Faible coût : mais proche de la qualité de l'autoclave, adapté à la production en petit et moyen volume.
Procédé simple : les pièces sont mises sous vide après laminage manuel ou « lay-up humide »
Amélioration des performances et de l'esthétique : l'excès de résine est éliminé pour obtenir un allègement et éviter la porosité et les vides, améliorant ainsi la finition de surface de la pièce.

3. Étapes de production

(1) Travaux préparatoires

Outils : Tissu en fibre de carbone, ciseaux, résine époxy, balance électronique, tasse en verre, brosse, pompe à vide, film pour sac sous vide, couche de décapage, tissu respirant, mastic, tuyau de raccordement de pompe à vide.

(2) Humide lay-up

Pulvérisation d'un agent de démoulage sur la surface du moule, tel qu'une résine époxy ou un gelcoat vinylester
Pesez la résine époxy nécessaire avec une balance électronique et versez-la dans un verre pour une utilisation ultérieure.
Coupez le tissu en fibre de carbone à la taille du moule et au nombre de couches requis.
Appliquez d'abord une couche de matrice époxy sur la surface du moule, puis déposez lentement le tissu en fibre de carbone dessus. Appliquez une autre couche de résine époxy, puis répétez l'opération précédente jusqu'à ce que tout le tissu en fibre de carbone soit imprégné de résine époxy, puis posez-le sur le moule selon l'angle prédéfini.

(3) Pose de matériaux auxiliaires

Posez la couche de décapage sur le stratifié préalablement trempé et humidifié.
Ensuite, posez le feutre respirant
Membrane de sac sous vide : placez l'ensemble du stratifié à l'intérieur d'un sac sous vide et appliquez du mastic sur les bords du périmètre
Tuyau déflecteur : relie la membrane du sac à vide à la pompe pour favoriser l'écoulement de la résine.

(4) Aspiration et durcissement

Connectez la pompe à vide et allumez-la, utilisez le régulateur de vide pour pomper le vide à une pression négative de -0,8 à -0,95 bar.
Laissez durcir pendant plus de 6 heures et éteignez la pompe à vide.

(5) Démoulage et post-traitement

Le stratifié composite est complètement durci, puis le film de mise sous vide doit être retiré et la pièce moulée.
Ébavurer les bords, poncer, polir et peindre au pistolet ou à l'époxy.

4. Avantages

Personnalisable : Le procédé d'ensachage sous vide est hautement adaptable et convient aux pièces de tailles, de formes et de géométries complexes variées. Modifications requises.
Économie d'énergie et haute efficacité : le coût de l'équipement requis est seulement de 20%-30% de durcissement en autoclave, et ne nécessite pas de consommation d'énergie à haute température, adapté à la production par lots faibles et moyens
Conception flexible : adapté à une variété de structures de surface courbes complexes, appliqué à une variété d'industries
Qualité et protection de l'environnement : l'ensachage sous vide peut économiser l'excès de résine époxy, de sorte que le rapport résine/fibre de carbone atteigne l'idéal et réalise l'allègement de la pièce, réduisant les bulles d'air et améliorant la douceur de surface des pièces.

5. L'application de l'ensachage sous vide

(1) Aérospatiale

Boîtier : ailes et pagaies de drone, petits supports de satellites.
Caractéristiques : Des rapports résine/fibre supérieurs permettent d'obtenir des pièces légères (réduction de poids d'environ 25-35%) et un moulage de surface de haute précision.

(2) Fabrication automobile

Boîtiers : carrosserie en fibre de carbone, panneaux de porte intérieurs, ailes, etc.
Caractéristiques : Rapide et flexible, personnalisable, fabrication économique, adaptable à la personnalisation en petites séries. La réduction des bulles de surface améliore la douceur de surface des pièces.

(3) Équipement de sport de plein air

Cas : Cadres de vélo, pagaies de kayak.
Caractéristiques : L'infiltration élevée de fibres améliore la résistance aux chocs et au cisaillement.

(4) Équipement industriel

Cas : Bras robotisé et pince.
Caractéristiques : La porosité réduite garantit que les fibres sont entièrement imprégnées de résine, améliorant ainsi la rigidité spécifique et la résistance à la fatigue, et prolongeant la durée de vie.

6. Défis et solutions du processus d'ensachage sous vide

Défi 1 : Les fuites d'air ou les sachets cassés entraînent une pression insuffisante, ce qui affecte finalement le durcissement des pièces laminées.

Solution: Utilisez des bandes d'étanchéité à haute adhérence et vérifiez régulièrement le film du sac sous vide pour éviter les pannes.

Défi 2 : La difficulté à contrôler la pression et la température peut entraîner un durcissement non étanche des pièces laminées, avec délaminage et bavures.

Solution: Utilisez un équipement professionnel de mesure de pression (régulateur de vide) et de température pour détecter les paramètres avec précision.

Défi 3 : Difficulté à démouler

Solution : Vaporisez plusieurs fois un agent de démoulage très efficace

Défi 4 : Bavure de bord

Solution: Réserver des marges usinables pour les pièces laminées, la finition CNC, le ponçage et le polissage après durcissement.

7. Conclusion

Que vous soyez un concepteur de petites et micro-entreprises ou une startup de pièces composites en fibre de carbone, la maîtrise de cette technologie vous aidera rapidement à améliorer les performances des produits, à atteindre la légèreté et à élargir le marché.

FAQ

Q : Le procédé de sac sous vide peut-il être utilisé pour le durcissement à haute température ?

R : Oui, des films pour sacs sous vide résistants aux hautes températures (tels que des films en silicone, avec une résistance à la température de plus de 200 °C) doivent être sélectionnés.

Q : Combien de temps faut-il pour que les composants composites durcissent ?

R : Le temps de durcissement à température ambiante est d'environ 24 heures. Un chauffage à 80 °C peut le réduire à 4 à 8 heures.

Q : Quelle est la pression en PSI pour la mise sous vide ?

R : Le PSI (livres par pouce carré) est le paramètre clé pour mesurer la force de la pression du vide, qui doit être comprise entre -12 et -14 PSI.

Q : L’ensachage sous vide est-il identique à la stratification humide ?

R : Non ! Bien que les deux procédés soient souvent utilisés en combinaison, l'ensachage sous vide est une version améliorée de la stratification humide, la principale différence étant l'utilisation ou non d'une pression négative sous vide.

Le guide de la mise sous vide