Explication détaillée des spécifications des rovings en fibre de carbone : 1K, 3K, 6K, 12K... Quelles sont les différences ?

La production des fibres de carbone commence par des matières premières telles que le polyacrylonitrile (PAN) ou la rayonne. Ces matières premières subissent des traitements chimiques complexes, chauffage, étirement, et finalement carbonisation pour se transformer en micro-fibres extrêmement résistantes connues sous le nom de « filaments ». Pour des applications pratiques, des milliers de filaments sont regroupés en « rovings ». La spécification du roving (par exemple, 1K, 3K, 6K, 12K) est déterminée par le nombre de filaments qu'il contient.

Comprendre la désignation « K » :

« K » signifie « kilo » (mille).

roving 1K : Contient environ 1 000 filaments de carbone.

3K tow : Contient environ 3 000 filaments de carbone.

6K tow : Contient environ 6 000 filaments de carbone.

12K tow : Contient environ 12 000 filaments de carbone.

En termes simples : Des valeurs K inférieures indiquent des torons plus fins, plus légers et plus flexibles ; valeurs K plus élevées indiquent des fils plus épais, plus rigides et plus lourds. Le choix de la valeur K influence directement les propriétés et les résultats d'application du tissu final en fibre de carbone.

Différences principales entre les spécifications des fils :

Apparence et texture :

Fils à faible K (par exemple, 1K, 3K) : Produisent des tissus (par exemple, sergé, toile) à texture fine, avec des motifs serrés et une esthétique raffinée. Idéal pour les surfaces très visibles.

Fils à fort K (par exemple, 12K) : Génèrent des tissus aux motifs marqués et au rendu visuel robuste.
*Résumé : Choisir des fils à faible K (1K, 3K) pour des surfaces raffinées ; des fils à fort K (12K) pour un aspect structurel marqué.*

Poids et épaisseur :

À structures de tissage identiques, valeurs K plus élevées résultent en des tissus plus épais et plus lourds. Une rovelle de 12K contient 4 fois plus de filaments qu'une rovelle de 3K, entraînant une teneur en fibres plus élevée par unité de surface (masse surfacique supérieure, exprimée en g/m²). Cela rend les tissus à haut-K plus efficaces pour les grandes pièces ou pour un gain d'épaisseur/résistance rapide.

Flexibilité & Processabilité :

Rovelles de faible-K (par exemple, 3K) : Tissus fins et souples offrant une excellente capacité à s'adapter aux formes (drapabilité). S'ajustent parfaitement aux moules complexes et aux courbes serrées sans pontage ni plissement. Idéal pour des géométries complexes.

Fils à fort K (par exemple, 12K) : Tissus plus rigides, sujets au pontage ou au plissement sur les contours prononcés. Plus adaptés aux panneaux plats ou aux courbes douces.

Résistance (précision importante) :

La résistance/module des filaments individuels n'est pas affectée par la valeur K ; elle dépend de la qualité de la fibre (par exemple, T300, T700, T1000).

La résistance du composite dépend de : la qualité des fibres, les propriétés de la résine, la conception des plis et la qualité de fabrication .

Impact indirect sur la valeur K : Des torons plus grossiers (par exemple, 12K) peuvent subir une légère perte de performance en raison d'un pliage plus serré dans les tissus. Toutefois, en pratique, la conception et le procédé de fabrication déterminent principalement la résistance.

Coût :

Torons à valeur K élevée offrent généralement un coût inférieur par unité de poids. Le regroupement de plus de filaments (par exemple, 12K contre 4x3K) améliore l'efficacité de production.

Mouillabilité par la résine (facteur critique du procédé) :

Rovelles de faible-K (par exemple, 3K) : Une plus grande surface et des chemins d'écoulement de la résine plus courts permettent une imprégnation complète, minimisant les vides/zones sèches et garantissant une meilleure qualité des composites.

Fils à fort K (par exemple, 12K) : La pénétration de la résine dans le cœur est difficile. Un mauvais procédé peut entraîner des centres secs, créant des points faibles. Des techniques avancées (par exemple, RTM, infusion sous vide) sont souvent indispensables.

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