Chaussette et gaine en fibre de carbone

Chaussette en fibre de carbone : gaine carbone pour formes tubulaires

La chaussette en fibre de carbone, également appelée gaine carbone ou gaine tressée en fibre de carbone, est un renfort particulièrement pratique pour la stratification de pièces cylindriques, tubulaires ou présentant des formes difficiles à recouvrir avec un tissu carbone plat.

Grâce à sa construction sous forme de gaine, elle peut épouser la géométrie de nombreux supports et permet de répartir les fibres autour de la pièce sans réaliser les raccords longitudinaux nécessaires avec un tissu classique.

Quai West Composites propose cette chaussette carbone en diamètres 30, 50 et 80 mm afin de s'adapter à différentes dimensions de tubes et de pièces.

Qu'est-ce qu'une chaussette en fibre de carbone ?

Une chaussette carbone est un renfort textile tubulaire constitué de fibres de carbone. Contrairement à un tissu carbone plat, elle se présente directement sous la forme d'une gaine destinée à entourer la pièce à stratifier.

Cette architecture est particulièrement intéressante pour les formes allongées et cylindriques, car elle permet de disposer le renfort sur toute la périphérie de la pièce.

La gaine peut ainsi faciliter la réalisation de certaines pièces pour lesquelles la mise en place d'un tissu découpé serait plus complexe.

À quoi sert une gaine en fibre de carbone ?

La gaine carbone peut être utilisée pour la fabrication ou le renforcement de différentes pièces de forme tubulaire ou cylindrique.

Selon les dimensions, le procédé de fabrication et les performances recherchées, elle peut notamment convenir à :

• la fabrication de tubes composites ;
• le renforcement de tubes et de profils cylindriques ;
• la réalisation de manches et poignées composites ;
• certaines pièces de modélisme ;
• des composants nautiques ou sportifs ;
• des prototypes et pièces techniques ;
• des pièces nécessitant un renfort carbone sur toute leur périphérie.

Pourquoi utiliser une chaussette carbone plutôt qu'un tissu plat ?

Pour recouvrir un tube avec un tissu carbone classique, il est nécessaire de découper le tissu puis de gérer le raccord entre ses deux extrémités. Sur certaines géométries, cette opération peut compliquer la mise en place du renfort.

La chaussette en fibre de carbone permet au contraire d'envelopper directement la pièce. Elle limite ainsi les opérations de découpe et facilite le positionnement du renfort autour d'une forme cylindrique.

Elle est particulièrement intéressante lorsque l'on souhaite obtenir une continuité du renfort autour de la pièce.

Chaussette carbone diamètre 30, 50 ou 80 mm

Notre gaine en fibre de carbone est proposée dans plusieurs diamètres afin de répondre à différentes dimensions de pièces :

• diamètre 30 mm : pour les tubes et pièces de petit diamètre ;
• diamètre 50 mm : pour les applications de dimensions intermédiaires ;
• diamètre 80 mm : pour les tubes et pièces de diamètre plus important.

Le diamètre doit être choisi en fonction de la géométrie réelle de la pièce à recouvrir et des possibilités d'adaptation de la gaine.

Comment choisir le diamètre d'une chaussette carbone ?

Pour choisir une gaine carbone, il est important de connaître le diamètre extérieur de la pièce ou du support sur lequel elle sera positionnée.

La construction textile d'une chaussette permet une certaine adaptation de sa géométrie. Cependant, une variation importante de diamètre peut également modifier l'orientation des fibres et la quantité de matière disponible par unité de longueur.

Il est donc préférable de sélectionner le diamètre le plus adapté à la pièce plutôt que de chercher à déformer excessivement une gaine trop petite ou trop grande.

Gaine carbone pour fabrication de tubes composites

La chaussette carbone est particulièrement adaptée à la fabrication de pièces tubulaires composites. Elle peut être positionnée autour d'un support ou d'un mandrin compatible avec le procédé retenu, puis imprégnée avec la résine appropriée.

Selon les performances recherchées, plusieurs couches peuvent être utilisées. Leur nombre, l'orientation des fibres et le système de résine doivent être déterminés en fonction des contraintes mécaniques auxquelles la pièce finale sera soumise.

La chaussette ne doit donc pas être considérée uniquement comme une solution esthétique : dans une pièce structurelle, son utilisation doit s'intégrer dans un plan de stratification adapté aux efforts.

Chaussette carbone pour renforcer un tube

Une gaine en fibre de carbone peut également être utilisée dans certains projets de renforcement d'un tube ou d'un élément cylindrique existant.

La compatibilité du support avec la résine utilisée doit cependant être vérifiée. La qualité de l'adhérence dépend également fortement de la préparation de la surface avant stratification.

Pour une application structurelle, le simple ajout d'une couche de carbone ne permet pas de garantir automatiquement une résistance déterminée. Le dimensionnement doit tenir compte du support existant, de la direction des efforts, du nombre de couches et de leur orientation.

Quelle résine utiliser avec une chaussette carbone ?

La fibre de carbone doit être associée à une résine compatible avec le renfort et les performances recherchées.

Pour de nombreuses fabrications techniques en carbone, les résines époxy sont couramment utilisées en raison de leurs propriétés mécaniques et de leur adhérence.

Le système doit néanmoins être choisi en fonction du support, du procédé de fabrication, des conditions d'utilisation et des caractéristiques recherchées pour la pièce finale.

Comment stratifier une gaine en fibre de carbone ?

Avant la stratification, la pièce ou le mandrin doit être correctement préparé en fonction du procédé utilisé. La longueur de chaussette carbone nécessaire doit également être prévue avant la préparation de la résine.

La gaine est ensuite positionnée autour de la pièce en veillant à conserver une répartition régulière des fibres. La résine est appliquée afin d'obtenir une imprégnation homogène du renfort carbone.

Il est important de limiter les poches d'air et les excès de résine, puis de respecter les conditions de polymérisation correspondant au système utilisé.

Selon la pièce à fabriquer et le niveau de performance recherché, la mise en œuvre peut également faire appel à des techniques de compression ou de mise sous vide adaptées.

Chaussette, tissu ou ruban carbone : lequel choisir ?

Le choix de la forme du renfort dépend principalement de la géométrie de la pièce et de la manière dont les fibres doivent être positionnées.

• Chaussette ou gaine carbone : particulièrement adaptée aux tubes, formes cylindriques et pièces allongées ;
• Tissu carbone : destiné principalement aux surfaces et à la fabrication de pièces de formes variées ;
• Ruban carbone : particulièrement intéressant pour les renforcements localisés et, dans le cas des unidirectionnels, pour concentrer les fibres suivant un axe déterminé.

Ces différents renforts peuvent également être associés dans une même pièce lorsque le plan de stratification le nécessite.

Gaine carbone et renfort unidirectionnel : des fonctions différentes

Une chaussette carbone permet principalement de répartir le renfort autour d'une forme tubulaire. Un ruban carbone unidirectionnel concentre au contraire l'essentiel de ses fibres dans une direction précise.

Pour une pièce tubulaire devant présenter des propriétés mécaniques particulières dans le sens longitudinal, il peut donc être nécessaire d'associer plusieurs architectures de renfort selon le dimensionnement de la pièce.

Le choix ne doit pas uniquement dépendre de la facilité de mise en œuvre : l'orientation des fibres doit correspondre aux contraintes mécaniques de la pièce finale.

Chaussettes et gaines en fibre de carbone Quai West Composites

Quai West Composites propose une chaussette en fibre de carbone pour la fabrication et le renforcement de pièces composites tubulaires, disponible en diamètres 30, 50 et 80 mm.

Cette gaine carbone constitue une solution pratique pour différentes applications dans le composite, le nautisme, le sport, le modélisme, la fabrication de prototypes et la réalisation de pièces techniques.

Pour découvrir les autres architectures de renfort carbone disponibles, consultez également nos tissus en fibre de carbone, nos rubans carbone ainsi que l'ensemble de notre gamme Fibre de carbone.