Composite vierge LFT PEEK Renforcement en fibres de carbone longues haute résistance et rigidité

Fibre de carbone PEEK-Longue

Le polyétheréthercétone (PEEK), nom complet en anglais, est un plastique technique de spécialité aux performances exceptionnelles. Il présente de nombreux avantages par rapport aux autres plastiques techniques de spécialité, notamment une résistance à l'usure, aux hautes températures, une résistance mécanique et un module d'élasticité élevés, ainsi que des propriétés ignifuges et une résistance aux radiations. De plus, le PEEK possède une bonne stabilité thermique et un indice de fluidité élevé au-dessus de son point de fusion, ce qui lui confère également les propriétés de mise en œuvre typiques des thermoplastiques.

La résine PEEK est non toxique, légère, résistante à la corrosion et l'un des matériaux les plus proches du squelette humain. Sa bonne biocompatibilité avec la musculature explique son utilisation fréquente à la place du métal pour la fabrication d'os humains. Les composites PEEK renforcés de fibres de carbone compensent les faiblesses en termes de ténacité et les variations de résistance aux chocs. Ces composites présentent une résistance mécanique élevée et une excellente stabilité hydrolytique en présence d'eau chaude, de vapeur, de solvants et de réactifs chimiques. Ils peuvent ainsi servir à la fabrication de divers dispositifs médicaux nécessitant une stérilisation à la vapeur à haute température.

Avantages du PEEK-LCF

Le PEEK possède une rigidité élevée, une bonne stabilité dimensionnelle, un faible coefficient de dilatation linéaire et peut résister à des contraintes importantes sans allongement significatif dans le temps. Sa faible densité et ses bonnes propriétés de mise en œuvre le rendent idéal pour les pièces exigeant une grande finesse. Parmi ces éléments, les matériaux en fibre de carbone présentent de nombreuses similitudes avec les caractéristiques du PEEK. La fibre de carbone n'est pas… Le PEEK, matériau léger par excellence, se distingue également par ses propriétés mécaniques exceptionnelles. Ainsi, les composites PEEK renforcés de fibres de carbone permettent de réduire le poids d'au moins 70 % par rapport aux matériaux métalliques traditionnels.

Le PEEK est un matériau intrinsèquement très résistant à l'usure, et son excellente adhésion aux fibres de carbone renforce encore cette résistance. Des essais comparatifs d'usure ont été menés sur des pièces composites en PEEK renforcé de fibres de carbone et sur des alliages de cobalt. Les résultats montrent qu'à 23 °C, après 100 minutes d'essai sur une machine d'usure M-200 à 400 tr/min, la surface du composite PEEK renforcé de fibres de carbone présente des marques d'usure lisses et peu marquées, et que les fibres de carbone adhèrent parfaitement au PEEK sans arrachement. En revanche, les marques d'usure de la surface de l'alliage de cobalt sont très nettes, avec même l'apparition de nombreuses particules d'usure et la présence d'impuretés métalliques internes.

Le PEEK présente une résistance mécanique élevée et une stabilité hydrolytique dans l'eau chaude, la vapeur, les solvants et les réactifs chimiques, etc.

Fiche technique pour référence

Application PEEK-LCF

Questions et réponses

1. Quels sont les types de composites thermoplastiques en fibres de carbone ?

Les composites thermoplastiques à fibres de carbone sont des composites dont la matrice est constituée de fibres de carbone et de résine thermoplastique. Selon la méthode de renforcement par fibres de carbone, on distingue les composites thermoplastiques renforcés par des fibres de carbone longues (LCF), des fibres de carbone courtes (SCF) et des fibres de carbone continues (CCF).

Les termes « fibre de carbone longue » et « fibre de carbone courte » font principalement référence à la longueur d'application des matériaux en fibre de carbone. Il n'existe pas de distinction fixe stricte entre les deux, généralement de quelques millimètres à quelques centimètres. Les spécifications les plus courantes sont 6 mm, 12 mm, 20 mm, 30 mm et 50 mm.

Les composites thermoplastiques à fibres de carbone peuvent également être classés selon la résine thermoplastique utilisée. Parmi les résines thermoplastiques courantes, on trouve le PE, le PP et le PVC. Cependant, les composites à base de résine thermoplastique renforcée de fibres de carbone sont principalement utilisés dans l'aérospatiale, les équipements de précision et d'autres environnements de travail exigeants. Par conséquent, ces composites sont le plus souvent fabriqués à partir de polyétheréthercétone (PEEK), de polystyrène expansé (PPS), de polyimide (PI), de polyétherimide (PAI) et d'autres résines thermoplastiques de moyenne à haute performance, afin d'optimiser les performances du matériau.

2. Comment le matériau composite en fibre de carbone thermoplastique permet-il de réaliser des économies et de protéger l'environnement ?

Les composites thermoplastiques à base de fibres de carbone sont utilisés pour fabriquer des pièces destinées à des machines haut de gamme. Ils présentent une excellente usinabilité, une bonne aptitude au formage sous vide, une bonne plasticité pour l'emboutissage et une bonne aptitude au pliage.

Par exemple, Teijin a pu intégrer un processus de recyclage à sa méthode de fabrication, en fonction de besoins spécifiques. Ce processus permet de broyer et de mouler les angles des matériaux composites thermoplastiques en fibre de carbone après estampage, afin d'obtenir des matériaux recyclés pour la fabrication de petits produits ou le moulage d'écrous et de goujons sur des prototypes en fibre de carbone. Cette méthode permet de réduire considérablement les pertes de matières premières, d'améliorer l'efficacité d'utilisation des matériaux composites thermoplastiques en fibre de carbone, de diminuer le coût global et, par conséquent, de contribuer à la protection de l'environnement.

De plus, grâce à leurs caractéristiques de processus particulières, les composites en fibres de carbone thermoplastiques permettent de réduire le temps de cycle de moulage par rapport aux composites en fibres de carbone thermodurcissables, ce qui peut encore réduire les coûts de production en termes d'efficacité de production.

3. Les composites thermoplastiques en fibres de carbone ne conviennent-ils qu'au moulage par injection ?

Du point de vue du procédé, le moulage par injection présente un degré d'automatisation plus élevé que le moulage traditionnel, et la matière première n'étant pas en contact avec l'extérieur, la qualité d'aspect du produit est garantie : absence de points noirs, d'impuretés, de couleurs irrégulières, etc. Les propriétés mécaniques, la stabilité dimensionnelle et la précision du produit sont relativement supérieures.

Comparativement aux équipements de moulage par injection, les équipements de moulage par compression et leurs moules sont relativement simples et moins coûteux à fabriquer. Ces équipements peuvent être utilisés avec des résines thermodurcissables et thermoplastiques. Le moulage de produits en fibre de carbone thermoplastique bénéficie d'une solide expérience dans la fabrication de pièces en fibre de carbone thermodurcissable. L'utilisation du moulage pour la fabrication de pièces composites en fibre de carbone thermoplastique permet de réduire les pertes de matières premières et d'éviter des coûts excessifs. De plus, pour la production en série, le prix est plus compétitif par rapport au moulage par injection, ce qui permet de mieux répondre à la demande du marché.

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À propos de nous

Xiamen LFT Composite Plastic Co., Ltd. est une entreprise de renom spécialisée dans les matériaux composites. o n Série LFT&LFRT. Fibres de verre longues (LGF) ) et la série Long Carbon Fiber (LCF) Le thermoplastique LFT de l'entreprise est compatible avec le moulage par injection et l'extrusion LFT-G, ainsi qu'avec le moulage LFT-D. Il est fabriqué sur mesure, en longueurs de 5 à 25 mm. Les thermoplastiques renforcés par infiltration continue de fibres longues de l'entreprise sont certifiés ISO 9001 et 16949, et les produits bénéficient de nombreuses marques déposées et brevets nationaux.