Les renforts fibreux qui sont utilisés dans les composites modernes sont présentés de plusieurs façons, les fibres peuvent être tissées, tricotées, ou simplement collées.
Le tissage (weaving) est une présentation (fabric-style) très courante, nous allons maintenait étudier les tissages possibles et interpréter les spécifications qui sont fournies par les tisserands de renforts destinés au composite.
Certains tissages ne peuvent être réalisés avec toutes les sortes de fibres de renforts, car certaines fibres ne conviennent pas et ne peuvent pas être tissées à cause de leurs particularités physiques. Elles ne pourraient simplement pas résister au contraintes qui leurs seraient imposées durant le tissage ou le filage.
--premièrement à partir du filament qui le compose
son diamètre,
s’il est continu,
--deuxièment à partir du brin
combien de filaments sont contenus dans le
brin,
le sens de la torsade (twist),
le nombre de brins qui forment le fils.
-- troisièmement à partir l’aspect du fils
le nombres de brins ou de fuseaux qui forment
le fils
la grosseur du fils
(sa grosseur est donnée par son poids par unité
de longueur).
Unité de mesure de la grosseur
d’un fils
Le denier qui
est le poids de 9000 mètres de fils en gramme.
Le TEX est le poids de 1000 mètres
de fils exprimer en gramme.
le "Strand Count "
Dans la norme américaine caractérise le brin(strand)
c’est la longeur en verges ..........de ce brin contenu dans
une livre de matériel.
le " Yarn Count "
caractérise la grosseur du fil
(Yarn) dans ces deux cas c’est la longeur en verges de ..........ce
fil contenu dans une livre de matériel.
Exemple (Une livre de brin contenant 50 filaments
de fibre de verre mesure 180,000 verges ( 540,000 pieds ou 103
milles) c’est donc un " strand count 180,000 "
)
N.B Dans un " roving "
on définit la mèche (Tow) par le nombre de filaments
qui la composent , exprimé par K=1000. Donc une mèche
de 4K est compose par 4000 filaments.
Charte pour la fibre de verre
La figure ci-haut est un exemple de fil de
fibre de verre ayant la dénomination
" ECG 150 2/3S "
Donc la fibre de verre de base est de type " E ".
La fibre n’est pas coupée, elle est continue.
Le diamètre du filament de base est de .00036 pouces (36 u).
La grosseur du brin est de 150 (strand count). Ce qui veut dire que si on pèse une livre de ce fil, il y aura alors 15000 verges de fils. ( 15000verges représente 8.5 milles en distance ).
Le premier fuseau est formé d deux brins de filaments torsadés
--Le fil est enfin formé de trois fuseaux torsadé en " S ", soit de droite vers la gauche.Cette désignation est employée seulement pour la fibre de verre et ne s’applique pas pour les autres fibres.
Tableau des grosseurs de filaments de fibre de verre
| # filament |
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Dans le tableau ci dessus on peut trouver le diamètre du filament et aussi en connaissant le " strand count " le nombre approximatif de filament dans le fils.
Exemple : :
Pour le ECG 150 2/3S , on peut conclure
qu’il y a approximativement 204 filaments dans chaque brin
comme il y a six brins dans le fils, 1224 filaments dans le fil.
(Kevlar) (Twaron T-1000) (Technora T-220)
Les fibres aramides se caractérisent différemment, chez Dupont on distingue quatre sortes de fibres; Kevlar (commercial) , Kevlar29 (haut module de traction), Kevlar49 (matériel aéronautique) Kevlar 149 ( plus résistant à l’humidité). chez Akzo-Enka c’est la Twaron T-100 et chez TeijinLtd of Japan c’est la fibre Technara T-200 .
Pour les fibres aramides, généralement la grosseur du fil est en denier. Le denier est une ancienne mesure qui est le poids de 9000 mètres le fil en gramme ou en TEX qui est le poids de 1000 mètres de fil en gramme. Donc un fil de 22 TEX est plus petit qu’un fil de 127 TEX.
La fibre de carbone est caractérises par le fil précurseur avec lequel on fabrique la fibre de carbone, c’est du PAN ou du Braie (PITCH). La grosseur de la mèche (TOW) est donnée en multiple de K(1000). Donc une mèche de 4K est constitué de 4000 filaments de carbone.
Un tissage (weave) est fait sur un métier à tisser, sur ce métier en monte un fil sur un tambour, ce fil est le fil de chaîne (Warp), c’est le sens du déroulement du tissu sur son rouleau, le tissu est ensuite produit en faisant courir un fils à la perpendiculaire de la chaîne ,c’est la trame (Fill).
( En anglais on utilise aussi le mot " Weft " pour définir la trame mais il est préferable d’utiliser le mot " Fill " afin de différencier le " W " en abréviation employé dans les spécifications.)
On caractérise un tissu (fabric) de plusieurs façons (fabric –style) .
Premièrement :comment les fils ou les mèches sont entrelacées.
--La toile (plain weave) est un tissage droit et symétrique, c’est la façon la plus simple et la plus économique. Mais il démontre certains défauts, il est plus difficile à draper sur une forme géométrique complexe.
--Le satin est une façon de produire un tissu qui se drapera facilement afin de couvrir des formes géométriques complexes. Le fil de trame est laisser courir sur la trame pour un nombre déterminé de fil de chaîne. Le départ de ce décalage peut être décaler de plusieurs fibres ce qui est la LIE du matériel
Deuxièmement; La contexture (Count) du tissu c’est
le nombre de fils par unité de mesure (exemple une contexture
de 54 définit un tissu qui comporte 54 fils par pouce )
La contexture (Count)
La contexture (Yarn count) définit le nombre
de fil par unité de mesure, donc le nombre de fil au pouce
sur la chaine et sur la trame. Exemple un tissu ayant une contexture
(Yarn count) 7X14 contient 7fils au pouce sur la chaîne
(warp) et 14 fils au pouce sur la trame (fill) .
La force maximale de traction d’un tissu est donnée
en livre par pouce de largeur du matériel. (Exemple; Un
tissu fibre de verre style 1543 peut supporter 600 livres dans
le sens de la chaîne et 60 dans le sens de la trame.) Donc
si on double la largeur on double la puissance du matériel
en traction.
1-) en utilisant un fil traçant dans le tissage qui dessine un rectangle de 2 pouces par 6 pouces et dont le petit coté est la chaîne du tissage.
2-) un autre façon de plus en plus utiliser est d’inclure un patron de pointe de diamant dans la pellicule de protection du préimprégné, le coté le plus long est la chaîne.
Le tissu peuvent avoir plusieurs fini de surface selon l’usage à laquelle il est destiné. Le produit qui est appliquer sur un tissu s’appelle un ensimage (Sizing). On doit choisir le fini en accord avec le système de résine employé. Le choie d’un fini de surface approprié augmente considérablement l’adhésion de la résine à la fibre. L’ensimage sert aussi à rendre le tissu plus résistant à l’humidité et à l’abrasion. Un bon ensimage sert aussi à stabilisé le tissage et empêcher les fils de se détisser trop facilement
Les plus courants sont;
