Tissus de rubans de carbone

Tissu hybride carbone aramide à fibres étalées

Les tissus de renfort à fibres étalées sont disponibles en armure toile biaxiale et en armure triaxiale. Ils sont tissés à partir de fibres de carbone ou d’aramide. Les tissus à fibres étalées sont plats et ont des fibres quasiment rectilignes, ce qui résulte en une rigidité accrue et une meilleure résistance en compression (flambage moins initié). Du fait de la planéité des fibres, ces tissus consomment moins de résine et donnent des composites avec un taux de fibres supérieur à des tissus traditionnels. Les tissus biaxiaux présentent des fibres dans deux directions 0° et 90°. Les tissus triaxiaux, dont les fibres sont orientés à 0°, +60° et -60°, sont quasi-isotropes et présentent des propriétés similaires quelle que soit la direction dans le plan du tissu.

Intérêt des tissus à fibres préalablement étalées en ruban

Plus légers. Les tissus à rubans sont obtenus à partir de mèches de fibres étalées sur une certaine largeur (typiquement 20mm). La densité surfacique ou le grammage des rubans est d’autant plus faible que la largeur d’étalement est grande ou que la quantité de fibres est faible. Par ce procédé, il est possible d’obtenir des tissus de 40g/m² tandis que les tissus de renfort traditionnels les plus légers font de l’ordre de 90g/m².

Des fibres plus rectilignes. Comparés aux tissus de renfort traditionnels, les tissus à rubans ont des fibres pratiquement droites. Des fibres plus droite ont une plus grande rigidité en traction que des fibres ondulées, ce qui donne un composite plus rigide. En outre, comme leur flambage est moins initié, les fibres droites ont une meilleure résistance en compression.

Un taux de fibres plus élevé. Dans la mesure où les tissus à rubans sont pratiquement plats, ils nécessitent moins de résine pour être imprégnés. Les composites ont par conséquent un taux de fibres supérieur et de meilleures performances mécaniques.

Parce qu’ils ont des fibres pratiquement droites et une structure tissée, les tissus à rubans combinent la rigidité des stratifiés non tissés et le risque moindre de délaminage des tissus.

Tissu de carbone de 120g/m²

Les armures des tissus à fibres étalées

Traditional biaxial weaves such as plain and twill weaves have a [0°/90°] fiber orientation. Taking the modulus of a unidirectional composite as a reference unit, a biaxial weave composite exhibits a maximum modulus of 0.5 along its tow main directions, 0° and 90°, and a minimum modulus of 0.25 along its two bias directions, +45° and -45°. Among biaxial weaves, twill and satin weaves also differ by their ability to conform to curved surfaces.

Triaxial weaves such as the dense triaxial weave or the light triaxial weave have a [0°/+60°/-60°] fiber orientation. Again taking the modulus of a unidirectional composite as a reference unit, a triaxial weave composite exhibits a constant modulus of 0.375 regardless of the direction. In particular, as a woven [0°/+60°/-60°] quasi-isotropic laminate, a dense triaxial weave fabric is a versatile reinforcement.

Types de fibres des tissus à rubans

Carbon fibers can differ by their modulus, strength, diameter and other parameters. By selecting the right type of carbon fibers, for example high modulus or high strength carbon fibers, it is possible to optimize the properties of a carbon fabric for its application.

Moreover, carbon fibers can be comingled with other types of fibers such as Kevlar fibers or flax fibers to further adapt the fabric properties. Whereas carbon fibers are great for strength and rigidity, Kevlar fibers are tougher and more difficult to break. Flax fibers are lighter and have a higher vibration damping capacity. A comingled or hybrid fabric is a multi-material fabric that can replace a stacking of several single-material fabrics. This alternative can reduce delamination risks as well as costs and lay-up time.

View Fiber properties

Hybrid triaxial spread tow carbon fiber fabric. Carbon fibers are commingled with Kevlar to enhanced breaking strength.

Ensimage des tissus à rubans

Sizing method		Ease of manipulation
unsized fabric		very delicate
sized fabric	fiber manufacturer original sizing agent	delicate
sized fabric	additional sizing agent / binder	easier

A spread tow fabric is woven from tapes made of thousand of parallel fibers. If completely unsized, a dry spread tow fabric is delicate to manipulate and prone to damage. That’s why various binding methods are available to keep the fibers in place. The size depends on the wanted ease of manipulation and the matrix compatibility.

Applications

Sports, industry. Semi finished products such as carbon/aramid fiber plates and tubes.

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