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 Help ! projet un peu spécial ...(fabrication de piolets en carbone)

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oz67
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MessageSujet: Help ! projet un peu spécial ...(fabrication de piolets en carbone)    Dim 27 Nov 2016, 13:26

Bonjour,
Je me permet de vous solliciter concernant un projet un peu hors sujet, mais comme je vois qu'il y a beaucoup de spécialistes du carbone dans le coin, je tente ma chance (étant moi-même débutant dans le domaine, mais ayant beaucoup de temps libre en ce moment)
Mon projet concerne la montagne, et les piolets en particulier. Je suis donc en train de fabriquer une paire de piolets en carbone, mais je galère sur quelques détails qui me chagrinent beaucoup. En gros, je suis parti sur un noyau mousse extrudé, puis strat sous vide, mais il me reste des problèmes à résoudre et notamment la fixation (fiable) de la lame. Je ne rentre pas dans le détail car je ne sais pas si j'ai ma place ici, mais voici en gros ma dernière idée : assembler deux demi-coques moulées sous vide avec les renforts à l'intérieur, puis strater le tout en chaussettes UD et 45/-45.
Voilà, si je suis trop hors-sujet, j'en suis désolé, je comprendrais que je n'ai pas trop ma place ici, et je ne serais pas vexé, promis !
Par contre, si quelqu'un a une bonne expérience et des idées nouvelles sur mon projet, c'est avec grand plaisir que je vous lirais Very Happy

Sinon j'oubliais les présentations : Oz, 40 ans, en Alsace. Je fais du vtt depuis plus de 20 ans, mais je n'ai jamais testé le vélo couché, honte à moi !
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durbin
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MessageSujet: Re: Help ! projet un peu spécial ...(fabrication de piolets en carbone)    Dim 27 Nov 2016, 23:49

avis de la modération :
La demande n'est effectivement pas commune.
Étant donné que des alpinistes fréquentent également le forum et qu'il n'y a pas d'incompatibilité entre le VC et l'alpinisme on peut accepter ce fil, mais uniquement temporairement.
Tous les chemins mènent au VC, même les montagnes.
Le titre du post a cependant été ajusté pour être plus explicite.
N'hésite pas à créer un sujet dédié pour te présenter dans la catégorie présentation, cela facilite les liens
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oz67
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MessageSujet: Re: Help ! projet un peu spécial ...(fabrication de piolets en carbone)    Lun 28 Nov 2016, 15:08

C'est vraiment gentil de me permettre de requérir un peu d'aide chez vous. J'ai vu certaines réalisations en carbone monocoque dont la conception pouvait ressembler à mon projet.
Je vous explique : le but est de fabriquer un manche d'une section oblongue de 30mmx20mm environ, de 500mm de long et fermé à chaque extrémité.
En bas, une butée permet de bloquer la main et de protéger les doigts. Il y aura plus tard un insert en tôle inox qui servira d'appui dans la neige. C'est le plus simple. En haut, le tube doit être fermé esthétiquement parlant et mécaniquement parlant. Il y a une fente de 4mm de large sur environ 50mm de long à l'extrémité, pour y passer la lame. Deux vis de 8mm transversales bloquent le tout. Aucun jeu ni aucun défaut de parrallelisme n'est tolérable, et l'épaisseur du tube à ce niveau doit être d'au moins 3mm, pour assurer une bonne rigidité et une tenue fiable de la lame. C'est la grosse difficulté du projet !
Je mettrais des illustrations plus tard, je suis avec mon smartphone en ce moment, je n'ai pas de photos sur moi.

J'ai commencé avec un noyau polystyrène extrudé taillé à la bonne forme, puis straté sous vide en carbone/epoxy. Le résultat est peu concluant, défaut multiples : plis, manque de matière à l'extrémité, bref pas terrible. En plus, la tension de la bâche à vide me cintre un peu plus mes profils, ils ne respectent donc plus la géométrie visée.

J'ai donc imaginé une alternative, à savoir : fabriquer deux demi-moules symétriques (les deux côtés de la piece) straté ma fibre avec déjà plusieurs epaisseurs de carbone à l'extrémité, pour avoir une epaisseur suffisante, même si les autres nappes ne sont pas bien collées au bout. C'est une idée sympa, mais ca demande ensuite à assembler ces deux pieces ensemble, d'abord provisoirement avec une colle, puis définitivement avec une strat. J'avais pensé assembler mes deux coques avec de l'epoxy en seringue, puis straté autour un UD en ruban, "guidoliner" serait le terme exact. Une fois le tout sorti du sac à vide, il resterait 2 chaussettes UD et deux chaussettes 45/-45 à enfiler, pour avoir la solidité que je vise.

Maintenant j'ai eu une dernière idée, plus simple de mise en oeuvre et plus rapide : je coule dans un moule un melange d'epoxy et de mat de verre déchiré pour avoir une pièce solide. Cette pièce ferait environ 10cm de long, 16mm d'épaisseur avec une fente parfaitement parallèle et centrée de 4mm pour la lame. Je pourrais même y rajouter deux tiges traversantes pour avoir déjà les trous de mes vis, dans l'axe et sans percement ! C'est dur à imaginer mais je ferais un schéma une fois à la maison. Cette pièce prendra place au bout de mon noyau polystyrène, à la place de la mousse de l'extrémité. J'y collerais deux bandes de carbone de chaque côté sur le dessus et le dessous, pour tout maintenir droit et pour ne pas que ma pièce se cintre dans le sac à vide. Une fois sec, je strate un tissus 200g classique, mais ca reste à optimiser, j'y reviendrais. Plus tard, apres 8h dans le sac à vide et une nuit au chaud, je restrate une chaussette UD et un 45/-45° , et après un nouveau cycle de vide, je recommence avec une chaussette UD et une chaussette carbone/kevlar 45/-45°.
La finition de l'ergot en bas se fera avec un coup de resine/silice ou autre, c'est pas important. Logiquement avec cette méthode, j'ai un assembkage fiable et précis de ma lame, sans trop de boulot.
Vous en pensez quoi ? Ca vous parait viable comme projet ? Y a-t-il des grosses erreurs dans mon raisonnement ?
Toute aide est bonne à prendre, je vous remercie d'avance !
Encore un detail : pour drapper ma pièce avec mon tissus sergé 200g, j'ai parfois des problèmes de plis et de tissus mal plaqé, malgré le tissus d'arrachage guidoliner serré. Avez-vous une methode pour enrouler deux epaisseurs de tissus autour d'un tube cintré ? J'avais d'abord essayé en entourant ma pièce dans un sens avec un recouvrement en bas, puis dans lautre sens avec un recouvrement en haut, mais ca glisse et ne colle pas bien, la nappe du dessous se décolle. Je voudrais essayer en entourant ma pièce avec des bandes de 15/20cm, misent bout à bout sans recouvrement, puis refaire une deuxième couche décalée celle-ci, pour recouvri r les joitures. Vous en pensez quoi ? Je mettrais un schéma pour être plus clair.
Encore merci à ceux qui auront pris le temps de me lire, et à ceux qui pourront donner une opinion sur mon projet.
Cordialement
Oz

Ps : je ne peux pas répondre aux MP que j'ai reçu, j'en suis navré.
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oz67
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MessageSujet: Re: Help ! projet un peu spécial ...(fabrication de piolets en carbone)    Lun 28 Nov 2016, 17:27

Voici le résultat que j'obtiens pour l'instant :


Une vue de ce qui se passe pendant la strat, bien sûr il manque les accessoires de démoulage !


Gros plan sur les défauts :


La nouvelle méthode que je voudrais essayer :
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djiji
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MessageSujet: Re: Help ! projet un peu spécial ...(fabrication de piolets en carbone)    Mer 30 Nov 2016, 20:33

Bonsoir,
Je pense qu'il faut isoler la lame acier du carbone ( sinon, electrolyse et la lame se déchausse )
Le point de fragilité et critique sur ton piolet est la liaison lame / manche.Il y a mieux en amateur pour presser les tissus et rendre inarrachable la liaison metal carbone que le vide .
Il s'agit de la technique de la chambre à air et du mi-dur.



Voici un détail de la technique de la chambre à air : ( copier coller d'un post précédent )

un coup de disque sur le metal pour le rendre abrasif.
une couche de fibre de verre epoxy ( car la reaction entre le metal et le carbone non isolé est proscrite ) ,
8 couches de Fibre de carbone epoxy toujours

Une ligature avec des bouts de chambre à air, peu serrée au début de la polymerisation. juste pour que les tissus prennent la forme.
vérifier sur le tissu témoin de 2 cm 2 que l'on aura pris soin de faire en même temps, si celui-ci est "mi-dur", c'est à dire bien collant mais encore malléable.
Dès que le tissus temoin est mi dur, tu serres à mort ta chambre à air ( attention, la pression peut être si forte que tes tubes ou ton âme mousse va s'ecraser.

L'interet : si tu serres a mort les tissus des le début de la strat, la pression va etre telle que tu vas assecher tes tissus. si les tissus sont mi-durs, la resine ne peut plus partir, et la très forte pression garantit une tenue des fibres sur le metal.
Ensuite, la fibre de verre empêche la réaction entre les tubes en metal et le carbone.

Une astuce, imprégnez vos tissus entre deux couches de sac poubelle fin, puis découpez les fibres directement comme on le ferait avec du prépeg. la decoupe sera facile, precise et sans effilochage, la depose des tissus sur les formes complexes facile.

si les formes sont très complexes, achetez des matelas mousses bas de gammes, déposez les bouts de matelas découpés sur les parties complexes ( sur le polyethilene ) avant de serrer avec la chambre à air. le matelas s’écrasera et pressera sur les parties complexes.

Cordialement.
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oz67
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MessageSujet: Re: Help ! projet un peu spécial ...(fabrication de piolets en carbone)    Jeu 01 Déc 2016, 09:52

Salut,
Je te remercie beaucoup d'avoir pris le temps de t’intéresser à mon projet et de me répondre.
Je note la technique de la chambre à air, c'est très intéressant notamment pour les petites finitions que je devrais faire. Je préfère rester sur le sous vide pour l'instant, car cela me garantie une pression uniforme sur la pièce, il ne me reste plus qu'à améliorer ma technique pour fermer l’extrémité du tube sans décollement et ce sera bon. J'ai commandé de la chaussette fibre de verre pour pouvoir faire plusieurs essais, mais je crois avoir trouver une bonne solution.
Concernant le couple galvanique, il est plus faible entre un acier 25CD4 et du carbone, qu'entre un aluminium et le carbone, je ne m'inquiète pas pour ça, car mon idée est la suivante : la lame n'est pas serti dans le carbone mais seulement vissé. Elle est tenue par une pièce pleine (voir dernier schéma) en fibre de verre et résine. Cela me permet de reporter le couple de serrage sur une grande surface et d'être sûr de l'alignement de la lame, car la pièce est moulé dans deux plaques PVC que j'ai fraisé au 1/10mm. Elle sera fixé provisoirement au reste du noyau (en polystyrène extrudé) en collant deux bandes de carbone des deux côtés, puis sous "presse" sur un plan plat pour que le tout sèche en restant droit. Cela m'assure que le tout est bien aligné, et évite au noyau mousse de se déformer dans le sac à vide, comme je l'ai remarqué dans mes précédents essais.
Une fois sec, je rajouterai la "structure" du manche, c'est à dire une chaussette UD (500g/m2) puis un 45/-45 (400g/m2). plus tard, de nouveau un UD et un 45/-45° carbone/kevlar puis la finition. Ca me fait 1000g/m2 d'UD et 800g/m2 de 45°, c'est déjà un bon début !
Il y aura encore à faire un petit insert en inox 3mm en bas du manche. J'ai prévu de faire plusieurs trous dedans pour que la résine le tienne bien, puis inséré dans une petite découpe et séchage. Ça devrait pas être très compliqué. Je mise sur un ensemble à environ 300g pour une longueur de 500mm.
Pour la dernière couche, celle qui est visible, que me conseillez vous ? J'avais pensé à : tissus d'arrachage + cellofrais bien serré par dessus, puis une couche de résine une fois sec. Le cellofrais directe devrait me laisser des irrégularités ou bien ?

A propos de la technique de la chambre à air, il me semblait qu'une fois que la résine se gélifie, il ne faut plus y toucher, non ? Comment savoir jusqu'à quel moment je peux encore la travailler ?

Pour le sous-vide, j'ai commandé du tissus d'arrachage en rouleau de 25mm de large, donc super étroit. Celà devrait me permettre de bien coller aux courbures du tube, avez-vous peut être des retours par rapport à ce type de tissus ? Est-ce un bon choix ?

Merci déjà pour tes conseils, et bon courage à ceux qui coulent encore de la résine quand il fait -5°C dehors !
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