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Comment est fabriqué un foil carbone ?
Construire un foil carbone n’est pas une mince affaire. Il existe différentes manières et techniques pour fabriquer un foil carbone. Cependant construire un foil carbone demande technicité et savoir faire. Dans cet article nous détaillons les différents étapes pour expliquer comment on fabrique un foil.
Il faut différencier la construction de l’ensemble mât et du fuselage, des ailettes qui sont techniquement plus simples à produire. Un excellent foil carbone est déterminé par sa rigidité, sa glisse et donc par conséquent, la qualité des profils utilisés, de l’épaisseur (corde et épaisseur général),et de la qualité des matériaux utilisés.
De l’extérieur il est très difficile de comparer un mât performant (rigide) d’un mât souple. Un Mât ressemble à un mât. Cependant les performances sur l’eau peuvent être totalement différentes. Certains mâts en carbone sont moins raides que certains mâts en aluminium. Et pourtant tout le monde pense que le mât carbone est plus performant.
Entrons dans les détails de la fabrication d’un foil carbone afin de mieux comprendre et choisir son foil carbone.
Quelles sont les différentes étapes pour fabriquer un foil Carbone
1. La conception
La conception des foils en carbone est une étape cruciale dans le processus de fabrication d’un foil carbone.
- Pour travailler efficacement le chef de projet foil donne un cahier des charges le plus précis possible et détermine les caractéristiques pointus de ce qu’il recherche pour créer ce foil Carbone.
- Puis les ingénieurs utilisent des logiciels 3D avancés pour concevoir les foils avec précision. Ces logiciels déterminent les caractéristiques précises de chaque profil et permet de choisir le meilleur profil en adéquation aux cahiers des charges.
- Enfin dans un troisième temps, il modélise les différentes parties du foil: les ailes, le fuselage, le mât et la platine et surtout d’optimise leur forme et leur emboitement en affinant certaines parties, ou en épaississant certaines zones potentiellement fragiles.
Grâce à ces outils de simulation, les ingénieurs simulent le comportement du foil dans différentes conditions et observent la traînée potentielle de chaque partie du foil, déterminent la vitesse potentielle de chaque ailette ou stabilisateur.
Cette étape est fondamentale pour gagner du temps au niveau prototypage ultérieurement. Cela permet de prendre les décisions éclairées lors de la conception du foil pour obtenir les meilleures performances possibles.
Les caractéristiques d’un mât carbone pour la vitesse ou pour sauter, ne sont pas les mêmes. La contraintes d’efforts sont différentes. Par conséquent les formes de mât sont donc ajustées en fonction des besoins.
En règle générale, si l’on recherche la glisse, on diminue la traînée du mât, du fuselage et des ailettes. Ainsi pour diminuer la traînée, on diminue les épaisseurs, la corde du mât, et on affine l’épaisseur du fuselage tout en étant le plus raide possible. La complexité d’un bon foil carbone se situe entre une excellente finesse et un maximum de rigidité.
2. Le Prototypage / usinage du moule
Lorsque l’ingénieur et le chef de projet ont trouvé un compromis sur la forme générale et les performances du foil, la phase de conception commence par la production d’un prototype.
Cette étape consiste à usiner le moule des différentes parties du foil. Si la conception est bien réalisée alors le prototype n’est qu’une phase de confirmation. Dans le cas contraire, il faut recommencer la modélisation 3D.
L’usinage est réalisé avec une haute précision à l’aide d’une CNC, c’est une machine qui taille l’aluminium ou l’acier ( on peut aussi réalisé des moules en bois ou en « lab » dans certains cas pour un propage rapide).
3.Positionnement des tissus de carbone dans le moule.
Lorsque le moule est fini et poli, une autre machine découpe le tissu de carbone au laser. De plus en plus, on utilise du carbone prépreg (pré imprégné à la fabrication). Cette méthode présente plusieurs avantages : elle permet d’obtenir la quantité de résine idéale sur le carbone, évite au personnel de travailler avec une résine toxique et permet un gain de temps et une précision considérable.
Après cette étape, les morceaux de tissus sont placés dans les moules en les orientant de manières spécifiques afin d’obtenir plus de solidité à certains endroits ou plus de rigidité à d’autres. Le moule refermé, il est chauffé et compressé avec une presse hydraulique.
On oriente les morceaux de tissu de carbone dans les moules de manières spécifiques pour obtenir plus de solidité à un endroit ou plus de rigidité à un autre. L’angle de positionnement des tissus de carbone, la quantité ou l’épaisseur influencent la résistance mécanique de la pièce. C’est une des étapes clés dans la réalisation du foil carbone. Si l’usine ne possède pas ou peu ces techniques fondamentales, alors la pièce ne possédera jamais les caractéristiques souhaitées.
4. La cuisson
Le moule refermé, il est chauffé et compressé avec une presse hydraulique ( plusieurs tonnes). Parfois sur certaines pièces on utilise un autoclave qui permet d’augmenter encore plus la pression sur l’ensemble de la pièce. Cependant, cela nécessite beaucoup de main d’œuvre, de temps et d’infrastructure. De plus en plus on utilise des grosses presses qui permettent de mettre plusieurs tonnes sur l’ensemble des différentes parties du moules.
5. La finition
Une fois la cuisson terminée, on enlève l’excès de matière. On ponce chaque pièce à la main ou avec un robot pour obtenir une surface lisse.
Enfin, des trous sont percés pour y mettre les inserts ou laisser passer les vis. Un vernis y est appliqué. La pièce est ensuite testée dans toutes les directions pour vérifier qu’elle ne présente aucun défaut.
6. La phase de test
Si tout répond aux cahiers des charges, aux performances souhaitées sur l’eau ( grâce aux tests dans différentes conditions de vent, de houle et de gabarits) et si cela résiste aux efforts mécaniques en atelier alors il est possible de lancer la phase d’industrialisation où chaque étape est optimisé pour produire un foil en grande série.
En conclusion.
Produire un foil en carbone nécessite beaucoup de recherche et de temps pour aboutir à un produit performant et durable. Certaines marques veulent accélérer ces différentes étapes pour produire rapidement et faire le buzz en markéting.
Notre stratégie est tout l’inverse. Nous préférons prendre le temps que chaque étape soit parfaitement réalisée pour produire un foil performant et durable dans le temps. Cela nécessite beaucoup de patience, de temps et d’énergie. Mais cela permet de réaliser un foil carbone exceptionnellement performant et solide à la fois.
Si vous avez encore des questions à ce sujet, ou pour toute autre demande, n’hésitez pas à nous contacter !
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