1. Toray développe une technologie de soudage thermique CFRP et de moulage à intégration rapide
Le 1er février 2023, Toray, une entreprise japonaise, a annoncé le développement réussi d'une technologie de soudage thermique à grande vitesse pour le plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP). Cette technologie vise à produire à grande vitesse et à alléger les structures d’avions en CFRP. La technologie de soudage thermique de Toray permet un assemblage rapide et robuste de composants CFRP thermodurcissables sur les avions, similaire au soudage traditionnel. Cette méthode de collage simple consiste à former une couche thermosoudable sur la surface du CFRP thermodurcissable et à chauffer instantanément les surfaces des pièces pour les lier. Il permet l'assemblage rapide de composants CFRP thermodurcissables ou d'une combinaison de composants CFRP thermodurcissables et thermoplastiques sans avoir besoin de collage ou de fixation par boulons.
En appliquant cette technologie au CFRP thermodurcissable avec une couche thermosoudable, des performances mécaniques équivalentes au CFRP actuellement utilisé dans les structures aéronautiques peuvent être obtenues. Toray déclare que la résistance des joints de la structure de soudage thermique est comparable à celle des structures CFRP co-durcies dans les modèles d'avions actuels, garantissant ainsi la fiabilité de la technologie de liaison dans les applications pratiques. Par rapport aux structures en alliage d'aluminium, les structures CFRP utilisant cette technologie peuvent réduire les émissions de dioxyde de carbone tout au long de leur cycle de vie. La réduction du poids des boulons de fixation peut alléger la structure globale, réduisant ainsi davantage ces émissions. Toray collabore avec Boeing pour mener plusieurs projets de développement technologique dans les domaines de la fabrication aéronautique et de la technologie des matériaux.
Le 16 février 2023, Toray a annoncé le développement réussi d'une technologie de moulage à intégration rapide pour les composants mobiles en CFRP. Ce matériau est positionné entre une mousse légère et poreuse renforcée de fibres de carbone (CFRF) et une peau préimprégnée thermodurcissable, offrant d'excellentes performances mécaniques. Cette nouvelle technologie permet le moulage de composants mobiles en CFRP, tels que les toits d'automobiles, dix fois plus rapidement que les systèmes de moulage en autoclave haute pression traditionnels. Le poids de ces produits n’est que la moitié de celui des produits sidérurgiques. Toray continuera de se concentrer sur la recherche et le développement de cette technologie afin d'accélérer son application dans les composants de véhicules électriques, où une production légère et rapide est cruciale.
2. La filiale Teijin développe des produits sandwich pour la production automobile
En mars 2023, Teijin Automotive Technologies, une filiale du groupe Teijin au Japon, a annoncé le développement réussi de deux produits principaux visant à répondre aux demandes des applications automobiles actuelles et futures. Hexacore est un produit à noyau en nid d'abeille conçu pour le processus de moulage par compression à grande vitesse de Teijin Automotive, utilisé pour fabriquer des panneaux de carrosserie, des panneaux de toit et des fermetures légers de classe A. Le matériau Hexacore est compatible avec une gamme de fibres et de résines, notamment la fibre de carbone ou la fibre de verre, la fibre aramide ou la fibre naturelle. On prétend que l’utilisation du matériau Hexacore peut permettre d’économiser 25 % de poids par rapport aux pièces SMC similaires en deux parties.
De plus, Teijin Automotive a développé la technologie Foam-A-Core comme solution de noyau rigide pour les panneaux automobiles de classe A, offrant une résistance élevée et une résistance à l'humidité. Cette technologie utilise le même processus de moulage par compression de 30-45 secondes pour le façonnage, permettant à la fois la fonctionnalité de formage et un durcissement rapide. Semblable à Hexacore, Foam-A-Core convient aux panneaux fabriqués à partir de diverses fibres, de résines thermodurcissables ou thermoplastiques, et utilisant des procédés SMC ou RTM. Le processus produit également des pièces de forme presque nette, réduisant ainsi les déchets de fabrication par rapport à d'autres méthodes.
3. SGL Carbon développe une fibre de carbone haute performance à gros remorquage
Fin mars 2023, SGL Carbon, un fabricant allemand de fibres de carbone à gros remorquage de qualité industrielle, a annoncé le développement d'une nouvelle fibre de carbone à gros remorquage de spécification 50 000. Cette fibre de carbone SIGRAFIL®CT50-4.9/235 présente une résistance à la traction élevée de 4,9 GPa (comparable aux fibres de carbone à faible remorquage comme la qualité T700 de Toray) et un allongement de 2,0 %. Il répond aux exigences de résistance élevée des conceptions de récipients sous pression classiques tout en offrant un allongement élevé, ce qui le rend adapté aux marchés de niche qui exigent à la fois une résistance élevée et un allongement élevé.
La fibre de carbone SIGRAFIL®CT{{0}}.9/235 est développée sur la base de la production existante à grande échelle d'un portefeuille de produits en fibre de 50 000, qui a été utilisée avec succès dans des industries telles que l'énergie éolienne et l'automobile. Le nouveau SIGRAFIL®CT50-4.9/235 présente une résistance élevée (4,9 GPa) et un allongement (2,0 %) et a actuellement la capacité de produire 50 000 spécifications. Jusqu'à présent, de telles performances excellentes n'étaient possibles qu'avec des fibres de carbone de petite taille. Cela complète encore le portefeuille de produits de SGL de fibres de carbone à gros câble de spécification 50k.
4. TeXtreme présente un matériau de renforcement en fibre de carbone unidirectionnel à haute perméabilité
Début avril 2023, TeXtreme®, le leader mondial des matériaux en fibre de carbone à fine couche, a annoncé le lancement de son dernier produit innovant, TeXtreme® Gapped UD. Il s'agit d'un matériau de renforcement sec en fibre de carbone spécialement conçu pour les processus d'infusion de résine. En tant que produit révolutionnaire, il offre des performances exceptionnelles, une facilité d'utilisation et une rentabilité pour une large gamme d'applications.
TeXtreme® Gapped UD est un matériau de renfort plat unidirectionnel avec des espaces bien contrôlés de 0,3 mm entre les câbles de fibres. Ces interstices servent de canaux d’évacuation de la résine et de l’air, permettant un mouillage rapide et uniforme du matériau sans compromettre ses propriétés mécaniques. Avec une fraction volumique de fibres supérieure à 60 %, TeXtreme® Gapped UD offre des performances mécaniques constantes comparables aux préimprégnés unidirectionnels en fibre de carbone.
5. Une entreprise française développe un nanomatériau 3D à base de préimprégné de fibre de carbone
Fin avril 2023, NAWA, dont le siège est à Rousset, en France, a développé un nanomatériau 3D révolutionnaire à base de carbone. En utilisant leur technologie NAWAStitch™, qui implique des nanotubes de carbone alignés verticalement (VACNT), ils améliorent les composites en fibre de carbone, réduisant efficacement les fissures ou le délaminage interlaminaires et minimisant l'initiation et la propagation des fissures. Cela se traduit par une augmentation 100- fois de la résistance au cisaillement et une amélioration 10- fois supérieure de la résistance aux chocs pour le matériau composite. La technologie est prometteuse pour des applications dans divers domaines, allant du stockage d’énergie et des catalyseurs de pile à combustible à hydrogène de nouvelle génération à l’industrie aérospatiale et automobile de nouvelle génération.
L'innovation technologique de NAWA a conduit à un matériau plus solide, plus léger et plus avancé. La technologie NAWAStitch™ résout l'un des problèmes les plus courants dans les matériaux composites : la fissuration ou le délaminage interlaminaire. Agissant comme un matériau de renforcement interlaminaire universel ou localisé pour les préimprégnés en fibre de carbone, NAWAStitch™ agit comme un « nano Velcro », empêchant les fissures de se combler au niveau de l'interface et fournissant un incrément positif à deux chiffres du renforcement mécanique, créant ainsi un matériau presque incassable. NAWAStitch™ améliore considérablement les performances des composites en fibre de carbone, en augmentant la résistance au cisaillement de 100 fois et en améliorant la résistance aux chocs de 10 fois, tout en réduisant le poids de 20-30 %. Cela conduit à une amélioration des performances de divers produits tels que les articles de sport, les réservoirs de stockage d'hydrogène et les composants aérospatiaux.
6. Mitsubishi développe une nouvelle marque de particules de fibre de carbone
En mai 2023, Mitsubishi Chemical Corporation a annoncé sur son site officiel avoir développé une nouvelle marque de particules de fibre de carbone respectueuses de l'environnement appelée Pyrofil™ NEO. Ce produit présente les caractéristiques exceptionnelles suivantes :
●Plus léger : en raison de sa résistance spécifique élevée et de sa rigidité spécifique élevée, il peut être utilisé comme substitut aux matériaux thermoplastiques renforcés de fibres de verre et de métal, conduisant à des effets de réduction de poids significatifs.
●Haute performance : il offre d'excellentes propriétés de glissement, des propriétés antistatiques et des performances de protection contre les ondes électromagnétiques. Il peut être personnalisé pour répondre à des exigences spécifiques telles que la résistance thermique et la résistance chimique, sur la base de diverses normes.
●Haute qualité : il s'agit du retraitement des sous-produits de la fibre de carbone (préimprégnés) dans les installations de production de fibre de carbone.
●Considérations environnementales : son empreinte carbone est inférieure à celle des produits traditionnels, ce qui le rend plus respectueux de l'environnement.
Selon des calculs internes au sein du groupe Mitsubishi Chemical, les particules de fibre de carbone Pyrofil™ NEO ont réduit l'empreinte carbone de 50 % par rapport aux produits à particules conventionnels de l'entreprise.
7. Teijin et Kumagai Group développent des matériaux composites en fibre de carbone résistant au feu pour la construction
Le 13 juillet 2023, Teijin Limited a annoncé sa collaboration avec Kumagai Group Co., Ltd. dans le développement de matériaux intégrés renforcés de fibres à haute teneur en fibres pour les bâtiments résistants au feu. Teijin possède un matériau renforcé de fibres haute performance appelé « LIVELY WOODⓇ », qui est un matériau intégré renforcé en utilisant des matériaux en fibre de carbone existants. En améliorant la rigidité et la résistance grâce au renforcement en fibre de carbone, le matériau intégré contribue à élargir les applications des structures en bois. La particularité de "LIVELY WOODⓇ" est l'incorporation de plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP) entre les matériaux intégrés, permettant d'obtenir un matériau composite en bois léger et isolant avec une rigidité et une résistance élevées. Utilisé comme poutres, il facilite la construction de bâtiments en bois de grande portée. De plus, bien que le Japon dispose d’abondantes ressources en cèdres, leur faible résistance a limité leur utilisation comme matériaux de construction. Cependant, le renforcement du CFRP améliore efficacement cette situation. En revanche, « LIVELY WOODⓇ » manque de résistance au feu et ne peut pas être utilisé dans des bâtiments en bois nécessitant une résistance au feu.
Kumagai Group présente « Eco-friendly λ-WOODⅡ », une technologie de composants en bois résistant au feu qui garantit la résistance au feu en ajoutant une couche d'isolation (revêtement) résistante au feu autour du matériau central. Cette technologie permet d'utiliser le bois dans des structures résistantes au feu. En combinant le « LIVELY WOODⓇ » de Teijin avec le « λ-WOODⅡ respectueux de l'environnement » du groupe Kumagai, ils visent à développer de nouveaux matériaux intégrés renforcés de fibres de haute performance pour les bâtiments résistants au feu, compensant les caractéristiques de performance de chacun.
8. Une entreprise japonaise développe une technologie d’imagerie de visualisation de matériaux composites en fibre de carbone
Le 26 septembre 2023, Konica Minolta, dont le siège est à Chiyoda-ku, Tokyo, Japon, a annoncé sur son site officiel que son appareil d'imagerie à faible interférence X-ray Talbot, « XtraLINQ Talbot® », a reçu le prix « Produit/Technologie Award" décerné par SAMPE Japan, une association industrielle renommée liée à la technologie des matériaux avancés.
En tant qu'appareil d'imagerie à rayons X de pointe utilisant Talbot à faible interférence développé par Konica Minolta, cet appareil peut extraire l'état des fibres internes des plastiques renforcés de fibres de carbone (CFRP) en peu de temps, sur une grande surface et avec une haute précision. précision, sans causer de dommages. Il excelle particulièrement dans l'obtention d'informations sur la teneur locale en fibres, la dispersion des fibres et l'orientation des fibres à l'intérieur du CFRP, en particulier dans le CFRP avec des fibres discontinues et des orientations aléatoires. Ces caractéristiques sont étroitement liées aux propriétés physico-chimiques des matériaux composites. De plus, cet appareil permet de prédire le comportement potentiel de défaillance du CFRP, apportant ainsi une contribution significative à la recherche sur le CFRP.
9. Toray Industries du Japon réalise une percée dans la technologie de fibre de carbone à ultra haute résistance T1200
Le 29 octobre 2023, Toray Industries, Inc. a annoncé le développement de TORAYCA™ T1200, une fibre de carbone à ultra haute résistance avec une résistance à la traction de 8,0 GPa, un module de traction de 315 GPa et un allongement à la rupture de 2,5 %. Cette fibre de carbone possède la résistance à la traction la plus élevée au monde et trouve des applications dans divers domaines, allant des produits de sport et de loisirs aux avions.
Pour dépasser la limite de résistance de la fibre de carbone, Toray Industries s'est concentrée sur l'amélioration de sa technologie exclusive de contrôle structurel à l'échelle nanométrique pour concevoir et réaliser une structure interne très résistante. En utilisant cette technologie, Toray Industries a développé avec succès TORAYCA™ T1200 avec une résistance à la traction de 8,0 GPa, dépassant de plus de 10 % le TORAYCA™ T1100 (le T1100 a une résistance à la traction de 7,0 GPa). Ce produit a été développé dans l'usine Toray à Ehime, au Japon.
10. Teijin du Japon développe de la fibre de carbone d'origine biologique
Le 21 décembre 2023, Teijin Corporation, une entreprise japonaise, a annoncé sur son site officiel avoir démarré la production et la vente de fibre de carbone à partir de matières premières respectueuses de l'environnement (acrylonitrile biosourcé, AN) pour contribuer activement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. . Teijin utilisera une méthode d'équilibre de qualité basée sur une certification de produit durable reconnue au niveau international pour produire et vendre la fibre de carbone Tenax™ en utilisant des matières premières respectueuses de l'environnement.
La fibre précurseur du PAN est fabriquée à partir d'acrylonitrile (AN) durable dérivé de produits d'origine biologique ou de déchets et résidus issus du recyclage, et elle est produite selon la méthode du bilan de qualité. Grâce à cette méthode, le matériau peut être validé de manière traçable tout au long d'une chaîne de valeur complexe, par exemple lorsque des matières premières dérivées de la biomasse sont mélangées à des matières premières dérivées du pétrole pour fabriquer le produit.
Le 29 juin, avant cette annonce, le site officiel de Teijin Limited indiquait que la fibre de carbone Tenax™ et la fibre précurseur du polyacrylonitrile (PAN) produites dans son usine de Mishima, Shizuoka, au Japon, avaient obtenu la certification ISCC PLUS (International Sustainability and Carbon Certification). , qui est un système international de développement durable et de certification carbone.