La fibre de carbone a été utilisée pour la première fois dans l'industrie aérospatiale. Au fil du temps, la fibre de carbone est largement utilisée dans diverses industries. Dans l'industrie du vélo, la fibre de carbone est le principal matériau utilisé dans les jantes en carbone haute performance en raison de son rapport résistance/poids exceptionnel, de sa rigidité et de ses propriétés aérodynamiques. Voici une description détaillée de la façon dont la fibre de carbone est utilisée dans les jantes en carbone :
1. Types de fibres de carbone utilisées
A. Matières premières
Fibre de carbone à base de PAN:Le plus courant (par exemple, Toray T700/T800/T1000), offrant un équilibre entre résistance et prix abordable.
Fibre de carbone à base de brai:Utilisé dans les applications à module ultra élevé (par exemple, Mitsubishi Dialead), mais plus cher.
B. Formats de fibres
Carbone unidirectionnel (UD):Les fibres sont parallèles pour une rigidité maximale dans les zones porteuses (par exemple, les lits de rayons, les pistes de freinage).
Carbone tissé (2D/3D):Tissages hachurés (par exemple, 3K, 12K) pour la résistance aux chocs et la rigidité en torsion.
Layups hybrides:Combiné avec du Kevlar ou de la fibre de verre pour plus de durabilité (courant dans les jantes gravel/VTT).
2. Composants clés d'une jante en carbone
A. Couches structurelles
Coque extérieure: Carbone tissé pour la résistance aux chocs (par exemple, tissage 3K pour une finition esthétique).
Corps principal UD:Fibres unidirectionnelles alignées avec la forme de la jante pour une rigidité optimale.
Renforts à haute contrainte:
Trous de rayons:Couches UD supplémentaires ou inserts en titane pour éviter les fissures.
Crochet à perles (si accroché):Enveloppes de carbone supplémentaires pour sécuriser le pneu.
Piste de freinage (jantes à frein sur jante):Résine résistante à la chaleur + revêtements céramiques.
B. Technologies de base
Conception à noyau creux:Les cavités internes ou les noyaux en mousse réduisent le poids tout en maintenant la résistance.
forme toroïdale:Les profils aérodynamiques (par exemple, les alvéoles ABLC de Zipp) optimisent le flux d'air.
Sans crochet contre avec crochet:Les jantes sans crochets reposent sur des flancs renforcés au lieu de crochets traditionnels.
3. Processus de fabrication
Lay-up:Les feuilles de carbone sont découpées et empilées dans des moules avec des orientations de fibres précises.
Infusion de résine:La résine époxy lie les fibres (préimprégnées à la main ou automatisées).
Durcissement: Haute pression/température dans un autoclave ou un four.
Post-traitement:Usinage CNC pour trous de rayons, pistes de freinage et finition de surface.
4. Avantages en termes de performances
Poids: 30 à 50 % plus légères que les jantes en aluminium (par exemple, 1 200 g contre 1 800 g pour une paire de roues).
Rigidité:Rigidité latérale plus élevée pour un meilleur transfert de puissance.
Aérodynamique:Des profils plus profonds (50 mm et plus) réduisent la traînée à grande vitesse.
Durabilité:Résistant à la fatigue (pas de fissures de fatigue de type métallique).
5. Limitations
Coût:Les jantes en carbone haut de gamme sont 2 à 5 fois plus chères que celles en aluminium.
Sensibilité aux chocs:Les coups violents peuvent provoquer un délaminage (moins indulgent que le métal).
Gestion de la chaleur:Les jantes en carbone à frein sur jante nécessitent une descente prudente pour éviter la rupture de la résine.
