Fibre de carbone
Le renforcement en fibre de carbone, les ratios rigidité/poids élevés et les performances sans compromis font de l'impression 3D un outil incontournable pour les applications exigeantes, que ce soit dans l'atelier ou sur le terrain. Du premier prototype fonctionnel au composant prêt pour la piste ou l'usine, chaque gramme économisé et chaque optimisation de la répartition des forces se traduisent directement par un gain de vitesse, de précision et de durabilité.
Avantages
Des pièces plus intelligentes, moins de limites.
Les polymères chargés en fibres de carbone offrent une rigidité et une résistance nettement supérieures à celles des plastiques non chargés tout en préservant la légèreté des pièces, ce qui en fait des substituts idéaux pour certains supports, bras et composants structurels métalliques. Jusqu'à 70% plus légers que l'aluminium, ils augmentent la rigidité jusqu'à 300% et la résistance à la traction jusqu'à 115%.
Les fibres de carbone réduisent le gauchissement et le retrait, de sorte que même les pièces de grande taille ou à parois minces conservent des tolérances serrées et restent dimensionnellement stables sous l'effet des charges et de la température. C'est particulièrement utile pour la réalisation de gabarits précis, de fixations et de composants de machines industrielles finales.
L'impression 3D permet d'intégrer des nervures, des points de fixation, des guides-câbles et des structures en treillis légères directement dans les pièces renforcées par des fibres de carbone. Cela permet de produire des composants robustes et prêts à l'emploi, sans nécessiter d'assemblage ni de post-traitement lourd. Les délais de fabrication sont ainsi réduits, du prototype à la production, tout en maintenant un haut niveau de performance.
Possibilités
Les pièces renforcées en fibres de carbone sont idéales pour concevoir des gabarits, des fixations et des outils de positionnement à la fois légers et rigides, manipulés à longueur de journée par les opérateurs. Par exemple, il est possible de créer des outillages de soudage ergonomiques, des supports de positionnement pour MMT (machines à mesurer tridimensionnelles) ou des aides à l'assemblage dotées de poignées intégrées et d'éléments de centrage, qui conservent toute leur précision sous charge tout en étant beaucoup plus légers que le métal.
Dans le domaine de l'automatisation, la réduction des masses en mouvement se traduit directement par un gain de vitesse et d'efficacité, et c'est là que les pièces imprimées en 3D renforcées en fibres de carbone excellent. Les cas d'utilisation types incluent les doigts de préhension, les supports d'outils de bout de bras robotique (EOAT), les fixations de capteurs et les chariots d'axes linéaires, qui combinent une grande rigidité et un faible poids pour améliorer les temps de cycle et réduire l'usure des systèmes d'entraînement.
Lorsque vous avez besoin de pièces plus rigides et plus durables que les polymères standards, mais que l'usinage intégral du métal ne se justifie pas, les matériaux renforcés en fibres de carbone offrent un excellent compromis. Les exemples incluent les supports structurels sur les bancs d'essai, les inserts de renforcement pour les grands assemblages, ou encore les capots fonctionnels et les leviers qui doivent résister à des contraintes mécaniques répétées sans fléchir ni subir de fluage.
Matériaux
Il s'agit d'un filament PA12 renforcé de fibres de carbone, contenant 35% (en poids) de fibres de carbone coupées. Il offre un ratio rigidité/poids exceptionnel ainsi qu'une excellente résistance directionnelle — avec une résistance à la traction de 75,6 MPa (XY) / 34,4 MPa (Z), une résistance à la flexion de 142 MPa (XY) / 58,1 MPa (Z) et un allongement à la rupture de 1,9%. Ses propriétés anisotropes le rendent idéal pour les composants porteurs dans les applications aérospatiales, automobiles et industrielles.
L'association du matériau Stratasys Nylon 12CF et de l'imprimante Fortus F900 offre des performances exceptionnelles pour les pièces FDM renforcées en fibres de carbone, permettant la production d'outillages, de fixations et de composants finaux prêts pour la production, avec des ratios rigidité/poids inégalés et des capacités grand format. Le Nylon 12CF sur la F900 atteint la résistance à la traction la plus élevée (83 MPa XY) et la température de fléchissement sous charge la plus haute (jusqu'à 179 °C à 0,45 MPa) de tous les matériaux FDM, remplaçant ainsi avantageusement le métal dans les applications soumises à de fortes vibrations.
Matériaux
Conçu pour les applications exigeantes en fibre de carbone, le matériau Raise3D PA11 CF conserve son intégrité structurelle jusqu'à 180 °C (à 0,45 MPa) avec une résistance à la traction de 72 ± 2 MPa. Sa matrice PA11 biosourcée, renforcée par des fibres de carbone, offre un excellent équilibre entre résistance thermique, robustesse chimique et durabilité mécanique - ce qui la rend parfaitement adaptée aux pièces finales fonctionnant sous contrainte thermique ou dans des conditions environnementales agressives.
Avec un encombrement compact de 1480 × 850 × 2040 mm, la Nexa3D QLS260 est une plateforme SLS industrielle spécialement développée pour les matériaux haute performance tels que le PA11 CF. Son procédé de frittage laser précis garantit une qualité de pièce résistante et régulière — libérant ainsi tout le potentiel mécanique et thermique du PA11 CF pour une production fiable de pièces finales pour les environnements exigeants.
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