Pour que les drones aient une grande capacité de charge et une longue endurance, leurs coques doivent être très rigides et légères. Si les plastiques techniques ont été couramment utilisés pour les coques des drones, ils sont progressivement remplacés par des composites à base de fibres de carbone.

Les drones, produits de haute technologie, sont utilisés pour la photographie aérienne, la transmission d'images, les levés géographiques, la pulvérisation agricole et la cartographie, avec des applications dans divers domaines. Comme les avions, les drones reposent sur des matériaux légers et très résistants pour être efficaces. Les propriétés supérieures de la fibre de carbone, un matériau émergent, en font un matériau idéal pour la fabrication des drones.

Pourquoi choisir La fibre de carbone pour les drones?

Les matériaux utilisés pour la fabrication des drones sont très divers. Les premiers drones utilisaient principalement des alliages d'aluminium, certains incorporant des alliages de titane ou de l'acier. Si les métaux offrent une grande résistance, leur poids élevé se traduit par une résistance et une rigidité spécifiques faibles, ce qui réduit la capacité de charge du drone. En outre, les métaux réfléchissent facilement les signaux radar, créant des ondes secondaires, ce qui est désavantageux pour les applications militaires. La fibre de carbone comble ces lacunes en offrant une résistance spécifique élevée et un excellent blindage électromagnétique.

La fibre de carbone est à la fois légère et résistante, et possède d'excellentes propriétés physiques et chimiques. Les drones modernes, y compris les drones de photographie aérienne, les pulvérisateurs agricoles et les modèles réduits d'avions, utilisent de plus en plus ce matériau avancé et gagnent en popularité.

Comparaison des performances

Par rapport aux métaux, les alliages d'aluminium sont relativement légers, avec des densités allant de 2,2 à 2,8 g/cm³ en fonction des éléments d'alliage, et une résistance à la traction d'environ 300 MPa. Toutefois, leur module d'élasticité et leur rigidité sont faibles. Alors que l'aluminium est sujet à la corrosion, les alliages d'aluminium forment une couche d'oxyde dans l'air, empêchant toute corrosion ultérieure.

Les composites en fibre de carbone, dont la densité n'est que de 1,6 g/cm³, surpassent l'acier en termes de solidité et offrent une résistance sismique supérieure, une durabilité à haute et basse température et une faible dilatation thermique. Par rapport aux alliages d'aluminium, la fibre de carbone est nettement plus avantageuse.

Avantages de la fabrication

Les tubes en fibre de carbone peuvent être formés par divers procédés, notamment l'enroulement filamentaire, le moulage par compression, la pultrusion et le moulage en autoclave. Contrairement aux alliages d'aluminium, la fibre de carbone permet un moulage intégral, ce qui réduit le besoin de composants supplémentaires, simplifie les structures et diminue encore le poids.

Bien que la fibre de carbone soit plus chère que les alliages d'aluminium, son coût devient plus accessible grâce aux progrès économiques. L'utilisation de fibres de carbone légères réduit la consommation d'énergie du drone, contribuant ainsi à la protection de l'environnement et offrant d'importants avantages économiques à long terme.

Durabilité et sécurité

La limite de fatigue de la plupart des métaux est de 30%-50% de leur résistance à la traction, alors que les composites en fibre de carbone atteignent 70%-80%, ce qui réduit le risque de défaillances soudaines en cours d'utilisation. Cela renforce la sécurité et prolonge la durée de vie, ce qui fait de la fibre de carbone le matériau préféré des drones modernes.

Conclusion

Grâce à leur légèreté, leur rigidité spécifique élevée et leur résistance, les composites à base de fibres de carbone permettent la fabrication intégrale de diverses formes structurelles. Ils sont devenus le matériau optimal et irremplaçable pour les coques des drones dans les applications actuelles.

Sur mesure pour les composites à base de fibres de carbone dans les coques de drones

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