11/07/2014 - Utilisation de fibres de carbone dans la fabrication de ventilateurs de grande envergure

Menéame

La multinationale de matrice asturienne Zitron a commencé à utiliser fibre de carbone pour la fabrication des loups de ses ventilateurs destinés à de grandes mines, ce qui lui a permis de franchir la barrière des quatre mètres et Fabrication de ventilateurs d’un diamètre maximum de 5,2 m.

Cependant, "nous pourrions atteindre des dimensions plus grandes: à partir de diamètres de 3,5 mètres et de plus de 1,5 mégawatts de puissance, la fibre de carbone est un matériau hautement compétitif ," souligne Roberto Arias, directeur technique de l’entreprise.

Les ventilateurs construits à partir de matériaux classiques tels que l’aluminium et l’acier fondu présentent des problèmes pour répondre aux nouvelles exigences des grandes mines de l’environnement international, qui nécessitent des ventilateurs dont le diamètre dépasse 3,5 mètres.

Une haleine de fibres de carbone pesant 6,5 kg dépasserait 30 kg si elle était fabriquée en aluminium et en acier fondu s’approcherait de 90 kg. Une réduction de poids qui permet à l’entreprise d’obtenir des vitesses de rotation plus élevées, ce qui améliore la pression et le débit d’air; outre "une augmentation considérable de la durée de vie du moteur électrique et une plus grande précision dans la finition finale de la pièce, ce qui entraîne une plus grande efficacité du ventilateur," dit Arias.

"Si les loups d’un ventilateur de 4 mètres de diamètre travaillant à 700 tr/min sont fabriqués en matériaux conventionnels tels que l’aluminium ou l’acier fondu, il en résulterait une telle force centrifuge que la machine deviendrait pratiquement inutilisable, car il n’y aurait pas moyen de construire le noyau du rodage du ventilateur qui supporterait ces charges," ajoute le responsable.

Un pas vers les flammes

Après avoir réussi à mettre en place la fibre de carbone sur sa ligne de production et avec les grandes mines de Russie comme principal client, la société aspire à exporter la fibre de CO des grandes mines russes vers les grands ventilateurs qu’elles fabriquent pour les tunnels routiers, ferroviaires et de métro.

Dans ce cas, l’exigence n’est pas dans le diamètre, mais d’obtenir des ventilateurs anti-incendie qui supportent 400 °C de température pendant deux heures en tournant à 1.000 tours par minute pour extraire les fumées d’un éventuel incendie sous terre. Le matériau actuellement utilisé pour satisfaire à ces conditions est l’acier fondu, et le résultat est des ventilateurs à grande robustesse, poids et prix élevé qui transportent de grandes charges dans les roulements du moteur.

Nanofibres de carbone

Aujourd'hui, et selon les premiers tests effectués dans l’entreprise, à une température comprise entre 120 et 140 °C, la résine qui relie les fibres de carbone des loups se volatilise et les louanges perdent leur forme.

Le nouveau projet, auquel collaborent l’ITMA Materials Technology et l’asturiana Polysier, a pour objectif d’intégrer des nanofibres de carbone dans la résine qui relie les fibres de carbone originales à l’idée que, lorsque la résine est volatilisée à des températures élevées, les nanofibres constituent une sorte de résine d’urgence permettant de maintenir la cohésion des fibres de carbone et avec elle la forme de l’alobe afin qu’elle puisse continuer à fonctionner en toute sécurité en cas d’incendie.

Les ingénieurs de Zitron commencent actuellement à intégrer les nanofibres de carbone fournies par l’ITMA à la résine utilisée par Polysier, qui est déjà en train de fabriquer les premières hydrogènes. Cependant, "il est assez difficile d’étendre les nanofibres sur la résine sans qu’elles soient glutinisées, ce qui interfère avec le résultat souhaité ," souligne Arias.

Parallèlement, l’entreprise développe avec l’ITMA un alliage d’aluminium réfractaire qui permet d’aller plus loin dans les charges qui supportent l’aluminium actuellement utilisé.

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SINC

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