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LES FIBRES DE CARBONE GIVRÉES (FORGÉES)

Tableau des propriétés principales des fibres de carbone givrées (forgées)

 

Propriété Valeur typique Remarques
Masse volumique ~1,4–1,6 g/cm³ Très léger
Module d’élasticité (E) ~50–150 GPa Plus homogène mais inférieur UD
Résistance à la traction ~300–800 MPa Inférieure aux fibres continues
Dureté Variable Dépend matrice
Conductivité thermique ~5–15 W/m·K Faible
Conductivité électrique Conducteur (partiel) Variable
Coefficient de dilatation Très faible Stable
Magnétisme Non Amagnétique
Résistance à la corrosion Excellente Très stable
Usinabilité Difficile Abrasif

Les fibres de carbone givrées, également appelées carbone forgé, sont des matériaux composites constitués de fragments de fibres de carbone dispersés de manière aléatoire dans une matrice polymère, généralement une résine époxy. Contrairement aux fibres tissées, leur structure n’est pas organisée en trame, mais présente une répartition isotrope apparente, donnant un aspect visuel marbré ou « floconneux ».

Introduites en horlogerie au début du XXIᵉ siècle, ces fibres sont particulièrement appréciées pour leur légèreté, leur résistance mécanique et leur esthétique unique, chaque pièce présentant un motif différent selon la longueurs des fibres et leur orientation.

Propriétés principales

Les fibres de carbone givrées présentent les caractéristiques suivantes :

  • Très faible masse volumique (~1,4–1,6 g/cm³)
  • Bonne résistance mécanique globale
  • Propriétés quasi isotropes (moins directionnelles que les fibres tissées)
  • Excellente résistance à la fatigue
  • Très faible coefficient de dilatation thermique
  • Matériau amagnétique
  • Bonne résistance à la corrosion

Ces propriétés en font un matériau adapté aux composants nécessitant légèreté et homogénéité mécanique.

Contrairement aux fibres tissées, le carbone givré est obtenu par :

  1. Découpe de fibres de carbone en fragments courts
  2. Mélange avec une résine polymère
  3. Mise en forme par compression dans un moule
  4. Polymérisation sous pression et température

Une fois le composite moulé et polymérisé, il peut être découpé (laser, jet d’eau) et usiné

Ce procédé permet d’obtenir :

  • Une grande liberté de formes
  • Une bonne homogénéité mécanique
  • Une répétabilité industrielle

Le carbone givré se distingue par :

  • Une structure désorientée des fibres
  • Une réduction de l’anisotropie
  • Une esthétique aléatoire unique
  • Une meilleure aptitude à la mise en forme complexe

Chaque pièce présente un motif visuel unique, comparable à une matière naturelle.

Les fibres de carbone givrées sont principalement utilisées pour :

Avantages

  • Très léger
  • Bonne résistance mécanique
  • Propriétés plus homogènes que les fibres tissées
  • Amagnétique
  • Résistant à la corrosion
  • Grande liberté de forme
  • Esthétique unique (chaque pièce est différente)

Limites

  • Résistance mécanique inférieure à celle des fibres continues
  • Sensibilité aux chocs localisés
  • Difficulté de réparation
  • Vieillissement possible de la matrice polymère
  • Usinage abrasif pour les outils