Meilleure réponse
Le titane est plus résistant que le composite polymère en fibre de carbone. Il existe de nombreuses variétés de fibre de carbone. Certains sont rigides, certains sont solides, dautres conduisent très bien la chaleur. Certains noms sont T300, IM7, M55J, K13D2U. En utilisant lune des fibres les plus résistantes (IM7) dans une couche entièrement unidirectionnelle, vous pourriez presque égaler la résistance du titane 6AL-4V, qui est denviron 120 000 PSI (120 KSI). Je regarde une fiche technique de IM7 / époxy maintenant, obtenue en googlant IM7. Mais, dans une superposition unidirectionnelle, toutes les fibres sont orientées dans la même direction. Ce nest pas un produit tissé comme vous avez lhabitude de voir. Dans ce cas, lautre direction est très faible donc au final, ce matériau nest toujours pas aussi résistant que Ti. Les composites en fibre de carbone sont beaucoup plus faibles en compression quen tension, vous devez donc supposer une résistance à la compression plus faible, ce que jai fait ici.
Maintenant, sachez que le composite en fibre de carbone est presque 1/3 de la densité du Ti vous pouvez donc en utiliser presque 3 fois plus pour obtenir une partie de la même masse. Cest le rapport force / poids qui vous préoccupe vraiment. Sinon, le choix évident est lacier. Le titane a un rapport résistance / poids légendaire et dans une couche de fibre plus traditionnelle, IM7 peut égaler mais pas le surpasser.
Ce dans quoi les composites en fibre de carbone excellent, ce nest pas du tout la résistance, mais la rigidité par rapport au poids. Ce qui est intéressant, cest que laluminium et le titane et lacier ont tous à peu près les mêmes rapports rigidité / poids, mais le composite en fibre de carbone peut les dépasser de loin en fonction de la fibre utilisée et de la couche. Même pour une couche non orientée, vous pouvez obtenir 2 à 3 fois la rigidité par rapport au poids du Ti. Orientez le lay-up et vous pouvez encore doubler cela, ou plus.
Les méthodes de fabrication sont également très différentes afin de pouvoir dicter le meilleur produit utilisé pour une situation donnée. Les composites sont drapés comme un tissu et cuits. Ils sont parfaits pour les surfaces minces et courbes. Je ne pense pas que quiconque essaierait den fabriquer un boulon parce que pour cela les métaux sont parfaits.
Si vous comparez des produits, il est préférable de comparer les spécifications plutôt que les matériaux. Vous ne pouvez pas connaître toutes les décisions dingénierie qui ont été prises dans un produit, mais vous pouvez connaître le poids et si elles ont une réputation de fiabilité ou non.
Modifier pour ajouter: Pour les structures composites souvent le point faible ce n’est pas du tout la fibre mais les joints qui sont généralement liés à l’époxy.
Réponse
Je n’ai travaillé qu’un peu avec les composites mais je vais vous expliquer ce que je La chose la plus utile mais aussi la plus difficile à utiliser dans lutilisation de la fibre de carbone est quelle est anisotrope, ce qui signifie que sa résistance dépend de lorientation des fibres. La fibre de carbone est plus résistante que le titane en poids, mais seulement si le composant est bien conçu pour le but auquel elles sont destinées. Les fibres doivent être correctement orientées pour ce que vous voulez que la pièce fasse. Cela donne beaucoup de contrôle sur la flexibilité et la résistance quelle aura dans des zones spécifiques, mais cest nettement plus compliqué. Les métaux, dautre part sont isotropes, ce qui signifie que leurs propriétés ne dépendent pas de lorientation. T Cela signifie quil est plus facile de prédire comment le titane réagira sous contrainte que les composites. Cela signifie que si vous concevez ces choses, tant que vous savez à quel point il doit être solide en titane, ce serait beaucoup plus simple. Lautre chose que le titane a sur la fibre de carbone est que la fibre de carbone nest pas très bonne pour la charge dimpact, ce qui signifie quelle est plus susceptible de se casser si vous avez lintention de subir des secousses. Je dirais que dans lensemble, une pièce en carbone bien conçue est plus solide (en poids), mais à bien des égards, ce que vous essayez de réaliser doit être spécifiquement comparé pour faire ce choix