15 types de fibre de verre

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Apprenez-en davantage sur les nombreux types de fibres de verre classées principalement en fonction de leurs propriétés et de leur forme et sur la manière dont ces fibres polyvalentes sont utilisées dans un large éventail d'applications.
Mur décoratif en fibre de verre.

Fiberglass or glass fiber is one of the most predominant fibers that are used in the industry of reinforced polymer. Other than fiberglass, carbon fiber, and Kevlar are reinforcements that are commonly used. Fiberglass is highly versatile and can be made into sheets or randomly woven into fabrics. The glass fibers can be made into different types of glass, depending upon the purpose for which it is to be used.

Fond de fibre de verre

La fibre de verre a été  inventée  par René Ferchault de Reaumur. La production à grande échelle de fibre de verre a commencé à la fin du XVIIIe siècle. Jusqu'en 1935, il restait un matériau composite négligé et ce n'est qu'après la transformation de la fibre de verre en fil qu'il a gagné en popularité. La fibre de verre a été utilisée pour la première fois dans l’industrie aéronautique en tant que matériau composite. Depuis lors, il a été utilisé dans de nombreuses applications commerciales.
Fiberglass has been so named because it is made from glass – the same glass that is used to make windows and kitchen glasses. However, it is the manufacturing method that gives it the form that you know of. The glass is melted and forced through holes that are superfine in diameter. The filaments of glass that are produced are extremely thin and can be woven into sheets or made into puffy substances that are used in soundproofing and insulation.
Aujourd'hui,  la fibre  ou la fibre de verre renforcée de verre est utilisée dans la fabrication de nombreux produits, allant des automobiles aux avions, en passant par les spas et les cabines de douche. La fibre de verre est plus souple et moins chère que la fibre de carbone. Il a également la particularité d'être plus fort que beaucoup de métaux. Il est léger et très malléable, ce qui signifie qu’il peut être facilement moulé sous différentes formes.
La fibre de verre a complètement conquis le marché pour toutes les bonnes raisons. Si vous voulez savoir ce qu'est exactement la fibre de verre et pourquoi elle domine le secteur, vous voudrez peut-être lire davantage pour apprendre tout ce que l'on sait sur la fibre de verre.

Propriétés de la fibre de verre

Matériau de rouleau composite en tissu de fibre de verre
Fiberglass is the most popular reinforcement polymer due to its array of properties. As we said earlier, fiberglass is making the rounds in many different industries for all the right reasons. Let’s have a look at its properties.
Force mécanique
La résistance spécifique de la fibre de verre est supérieure à celle de l'acier, ce qui en fait un matériau de renforcement hautes performances.
Caractéristiques électriques
La fibre de verre possède une bonne isolation électrique même lorsque son épaisseur est incroyablement inférieure.
Stabilité dimensionnelle
Une des meilleures propriétés de la fibre de verre est qu’elle n’est pas sensible aux variations d’hygrométrie ou de température. Le coefficient de dilatation linéaire est assez faible.
Conductivité thermique
La conductivité thermique de la fibre de verre est faible, ce qui en fait un matériau très utile dans le secteur de la construction.
Incombustibility
Une autre caractéristique qui fait de la fibre de verre un matériau populaire à utiliser est sa composition minérale. Comme il s'agit d'un matériau minéral, il est incombustible, ce qui signifie qu'il ne supporte ni ne propage de flamme. Il n'émet pas de substances toxiques ni de fumée, même s'il est exposé à la chaleur.
Compatibilité avec les matériaux organiques
La fibre de verre est disponible en différentes tailles. Il a la capacité de se combiner avec un certain nombre de matrices minérales, telles que le ciment, ainsi qu'avec de nombreuses résines synthétiques.
Durabilité
La fibre de verre est un matériau très résistant car il ne pourrit pas. Il n'est pas affecté par les insectes ou les rongeurs. Cela garantit l'intégrité structurelle et la longévité des structures construites en fibre de verre.
Perméabilité diélectrique
La fibre de verre est perméable au diélectrique, ce qui la rend utilisable dans la fabrication de fenêtres électromagnétiques.

Composition de base de fibre de verre

La fibre de verre peut être transformée en plusieurs types pour répondre à des utilisations spécifiques. Différents types de fibre de verre ont des compositions variables qui donnent une caractéristique distincte de chaque type de fibre de verre.
La composition de base de tous les types de fibre de verre est la même, à l'exception de quelques matières premières. Les quantités de toutes les matières premières dans chaque type de fibre de verre sont différentes, ce qui confère à chaque type un ensemble unique de propriétés.
le basic raw materials that are used in the manufacturing of fiberglass include silica sand, soda ash, and limestone. Other ingredients include borax, calcined alumina, magnesite, kaolin clay, feldspar, etc. Silica sand is the glass former and soda ash and limestone lower the melting point. Other ingredients contribute to the improvement of different properties. For example, borax improves chemical resistance.

Types de fibre de verre basés sur leurs propriétés

Rouleau de matériau composite en fibre de verre
Comme discuté ci-dessus, il existe de nombreux types de fibre de verre dépendant de la composition. Les principaux types de fibre de verre ont été énumérés ci-dessous:

1.  Fibre de verre

Le verre A est également appelé verre alcalin ou soda-lime glass. It is the most commonly available type of fiberglass. About 90% of the glass that is manufactured is alkali glass. It is the most prevalent type that is used in making glass containers like jars and bottles for food and beverages, and windowpanes. Sometimes, the bakeware that you use is made from tempered soda-lime glass.
Le verre sodocalcique est chimiquement stable, relativement peu coûteux, extrêmement facile à travailler et assez dur. Il peut être refondu et ramolli de nombreuses fois, ce qui explique pourquoi la fibre de verre de type A est le type de verre idéal pour le recyclage du verre.
Matières premières utilisées pour fabriquer la fibre de verre A
Les matériaux de base utilisés pour fabriquer un verre comprennent:
  • Soude (carbonate de sodium)
  • Citron vert
  • Silice (dioxyde de silicium)
  • Dolomie
  • Alumine (oxyde d'aluminium)
  • Fining agents like sodium chloride and sodium sulfate
Fabrication de verre sodocalcique
Toutes les matières premières sont fondues dans un four en verre à une température de 1675 degrés Celsius. Des produits chimiques peu coûteux comme le sable, le trona et le feldspath sont utilisés à la place des produits chimiques purs. Le mélange de matières premières dans le four à verre s'appelle le lot.
Types de verre sodocalcique
Le verre sodocalcique est techniquement divisé en deux types: le verre plat et le verre contenant. Le verre plat est le verre utilisé pour fabriquer des fenêtres, et le verre de conteneur est le type de verre utilisé pour fabriquer des conteneurs.
Le verre plat et le verre d'emballage diffèrent non seulement par leur application, mais aussi par leur procédé de fabrication et leur composition chimique. Le verre plat est préparé selon le procédé de flottage tandis que le verre du conteneur est fabriqué par soufflage et pressage. En ce qui concerne la différence de composition chimique, le verre plat contient une plus grande quantité d'oxyde de magnésium et de sodium et une plus faible quantité de silice, d'oxyde d'aluminium et d'oxyde de calcium par rapport au verre de conteneur. Le verre du conteneur a une faible teneur en ions hautement solubles dans l'eau tels que le magnésium et le sodium, ce qui le rend plus chimiquement durable pour le stockage des aliments et des boissons.

C-Glass Fiber

Le verre C ou  le verre chimique  présente la plus grande résistance aux impacts chimiques. Il fournit un équilibre structurel dans les environnements corrosifs. Cette propriété est due à la présence de grandes quantités de borosilicate de calcium. Le pH des produits chimiques utilisés dans la fabrication de la fibre de verre de type A confère une résistance assez élevée à ce type de fibre de verre, quel que soit l'environnement (acide ou alcalin).
Le verre C est utilisé dans la couche externe des stratifiés sous forme de tissu de surface pour les tuyaux et les réservoirs contenant de l'eau et des produits chimiques.

3. D-Glass Fiber

Le verre D est un type de fibre de verre connu pour sa faible constante diélectrique, ce qui est dû à la présence de trioxyde de bore dans sa composition. En raison de cette caractéristique, le verre D est le type de fibre de verre idéal pour les câbles optiques. Le verre D contient également du borosilicate, ce qui confère à ce type de fibre de verre un coefficient de dilatation thermique extrêmement faible. En raison de ces propriétés, le verre D est souvent utilisé dans les appareils électriques et les batteries de cuisine.

4.  Fibre de verre

Le verre électronique  est plus communément appelé verre électrique. Il s'agit d'un matériau composite léger utilisé dans les applications aérospatiales, marines et industrielles. Le tissu en fibre de verre E-glass est une norme industrielle qui offre un équilibre entre performance et coût. Sa caractéristique de drapage est excellente et le rend plus propre à travailler.
Matières premières utilisées pour fabriquer la fibre de verre électronique
E-glass is an alkali glass. The raw materials that are used in the manufacturing of E-glass fiberglass are:
  • Silice (dioxyde de silicium)
  • Alumine (oxyde d'aluminium)
  • Oxyde de calcium
  • L'oxyde de magnésium
  • Trioxyde de bore
  • Oxyde de sodium
  • Oxyde de potassium
Propriétés de la fibre de verre
Les  principales propriétés  qui font du verre électronique un type de fibre de verre populaire sont:
  • À bas prix
  • Haute résistance
  • Faible densité
  • High stiffness
  • Résistance à la chaleur
  • Ininflammable
  • Bonne résistance aux produits chimiques
  • Relativement insensible à l'humidité
  • Bonne isolation électrique
  • Capacité à conserver sa force dans différentes conditions
Applications de la fibre de verre électronique
Le verre électronique a été développé pour être utilisé dans des applications électriques, mais il l'est également dans de nombreux autres domaines. Elle a conduit à la production de plastique renforcé de verre associé à des résines thermodurcissables. Les feuilles et les panneaux en plastique renforcé de verre sont très largement utilisés dans presque toutes les zones industrielles. Il protège l'intégrité structurelle contre tout impact mécanique.
Filaments de fibre de verre disposés au hasard

Advantex Glass Fiber

La fibre de verre Advantex  est une nouvelle norme industrielle qui associe les propriétés mécaniques et électriques du verre E à la résistance à la corrosion acide de la fibre de verre de type ECR. Ce type de fibre de verre répond aux normes de résistance à la corrosion acide du verre ECR à un coût similaire à celui du verre E. Advantex en fibre de verre peut être utilisé dans les applications où la fluctuation thermique est supérieure en raison de son point de fusion plus élevé.
La fibre de verre Advantex contient de l'oxyde de calcium en grande quantité, similaire à celle de la fibre de verre ECR. Il est utilisé dans les applications où les structures sont plus sensibles à la corrosion. De plus, ce type de fibre de verre est couramment utilisé dans les industries pétrolière, gazière et minière, les centrales électriques et les applications marines (systèmes d'égouts et systèmes de traitement des eaux usées).

6.  Fibre de verre ECR

La fibre de verre ECR est également appelée fibre de verre électronique. Il possède une résistance mécanique élevée, une bonne imperméabilisation et une résistance à la corrosion alcaline et acide. Ses propriétés sont meilleures que celles du verre E. Le principal avantage du verre ECR par rapport aux autres types de fibre de verre est que sa méthode de fabrication est respectueuse de l'environnement.
La fibre de verre ECR présente une résistance thermique supérieure, de meilleures propriétés mécaniques, des fuites électriques moindres, une meilleure imperméabilisation et une résistance de surface supérieure à celle du verre E. La fibre de verre ECR est utilisée dans la fabrication de panneaux transparents en PRV. Il est composé d’aluminosilicates de calcium qui lui confèrent sa résistance, sa résistance à la corrosion par les acides et sa conductivité électrique, ce qui le rend idéal pour les applications où ces propriétés sont nécessaires.
La durée de vie du verre ECR est plus longue. C'est un type de fibre de verre plus durable en raison de sa résistance supérieure à l'eau, aux acides et aux alcalis. De plus, il offre une performance supérieure à un coût inférieur.

7.  Fibre de verre AR

Le verre AR ou le verre résistant aux alcalis  a été spécialement développé pour être utilisé dans le béton. Sa composition a été formulée spécifiquement avec de la zircone à un niveau optimal. L'ajout de zircone est ce qui rend ce type de fibre de verre apte à être utilisé dans le béton.
Le verre AR empêche la fissuration du béton en offrant résistance et flexibilité. Il est difficile de dissoudre le verre AR dans de l’eau et il n’est pas affecté par les variations de pH. En outre, il peut être facilement ajouté aux mélanges de béton et d’acier.
La fibre de verre AR est utilisée dans le Premix GFRC et dans d’autres applications de renforcement du béton et du mortier. Il a un module élevé et une résistance à la traction. De plus, contrairement à l'acier, il ne rouille pas. L'incorporation de verre AR dans les mélanges de béton est assez facile.

8. R-Glass, S-Glass, or T-Glass Fiber

R-Glass, S-Glass et T-glass  sont des noms commerciaux pour le même type de fibre de verre. Ils ont une résistance à la traction et un module supérieurs à ceux de la fibre de verre E. Les propriétés mouillantes et la force acide de ce type de fibre de verre sont également plus élevées. Ces propriétés sont obtenues en réduisant le diamètre du filament.
Ce type de fibre de verre est développé pour les industries de la défense et de l'aérospatiale. Il est également utilisé dans les applications de blindage balistique rigide. Le volume de production de ce type de fibre de verre est plus faible, ce qui signifie que son coût est relativement plus élevé. Le volume de production est faible car ce type de fibre de verre est très performant et n’est utilisé que dans des industries spécifiques.

9.  Fibre de verre S2

La fibre de verre S2  est le type de fibre de verre le plus performant disponible. Le verre S2 a un niveau plus élevé de silice dans sa composition par rapport aux autres types de fibre de verre. En conséquence, il présente des propriétés améliorées, un meilleur poids, une résistance à la chaleur, une résistance à la compression élevée et une résistance aux chocs améliorée. Avant tout, le verre S2 offre également de meilleures performances en termes de coûts.
La résistance à la traction du verre S2 est environ 85% supérieure à celle de la fibre de verre classique. Il offre une performance et une durabilité constantes. Il présente une meilleure ténacité des fibres et un meilleur module de résistance qui améliorent la résistance aux chocs des pièces finies, ainsi que la tolérance aux dommages et la durabilité des composites. Il offre environ 25% de rigidité élastique linéaire supplémentaire et montre une excellente tolérance aux dommages.
La fibre de verre S2 est principalement utilisée dans les secteurs des composites et des textiles en raison de propriétés physiques supérieures aux types de fibre de verre classiques.

10.  Fibre de verre

La fibre de verre M contient du béryllium dans sa composition. Cet élément ajoute une élasticité supplémentaire à la fibre de verre.

11. Z-Glass Fiber

Le verre Z est utilisé dans de nombreuses industries, y compris l'industrie de l'armature du béton, où il est utilisé pour la création de produits d'apparence transparente. Il est également utilisé pour créer des fibres d’imprimante 3D. Avec une résistance mécanique, UV, acide, alcaline, au sel, aux rayures, à l'usure et à la température élevées, la fibre de verre Z est l'un des types de fibre de verre les plus durables et les plus fiables.

Types de fibre de verre basés sur la forme

La fibre de verre est disponible sous les  formes suivantes :
  • Remorquer
  • Tapis de voile
  • Tissus tissés
  • Tapis de fil coupé

1.  Remorquage

Lorsque la fibre de verre est sous forme de câble ou de mèche, elle présente le plus grand nombre de propriétés réalisables. La fibre de verre sous cette forme est fournie sur des bobines qui peuvent être déroulées et coupées au besoin ou introduites dans des bobineuses de filaments. Les fibres de la fibre de verre doivent rester en tension pour conserver leurs propriétés mécaniques.

2.  tapis de voile

Fiberglass, in the form of veil mats, has continuous strands of fibers that have been arranged in thin piles, looped randomly. Veil mats have a consistency similar to that of a tissue paper. They are not intended for any structural applications. However, they have some very important uses. They can be placed in the mold that is placed directly behind the surface coat to minimize the print through of heavier reinforcing cloths. Moreover, this outer layer – that is quite thin – also allows surface sanding of the finished parts without cutting into the reinforcing fabric that lies below.
La deuxième utilisation très importante des tapis de voile est qu'ils sont utilisés avec des noyaux en sandwich. Ils sont placés directement sur le noyau afin de maintenir l'épaisseur idéale (maximale) de la ligne de liaison. Les nattes de voile peuvent également empêcher les excès de résine de tomber dans les cellules des noyaux en nid d'abeilles si aucun aspirateur n'est utilisé.

3.  Tissus
Rouleau de tissu de fibre de verre

Les tissus tissés sont des renforts assez forts. Les fibres des tissus sont orientées dans deux directions et sont groupées en fils. Les tissus qui en résultent sont donc plus solides.

4.  Tapis de fil coupé

Tapis en maille coupée en fibre de verre
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La longueur des fibres dans cette forme de fibre de verre est de 3 à 4 pouces. Contrairement aux tissus tissés, les fibres des nattes de fils coupées sont disposées de manière aléatoire, sans orientation fixe. La fibre de verre sous cette forme n’est pas très résistante car la longueur des fibres est assez courte. Cependant, la fibre de verre qui se présente sous cette forme est la moins chère, et c’est pourquoi elle est aussi la plus utilisée. En raison de l'orientation aléatoire des fibres, l'impression des couches de gels est efficacement masquée.

Le processus de fabrication de la fibre de verre

Une fois que toutes les matières premières ont été fondues en un "volume" et passées dans des filières, des filaments de fibre de verre sont produits. Les filaments sont de deux types; Filaments continus et filaments discontinus .

Processus de filament continu

Remorquer le filament continu avant le séchoir
Fiberglass filaments of indefinite length are produced through the continuous filaments process. The spinnerets through which molten fiberglass is passed have numerous (hundreds) small openings. The strands of fiberglass produced are carried to the winder that revolves at a very high speed. At the end of the process, a yarn of continuous fiberglass filaments is obtained that is used in making drapes and curtains.

Processus de fibres discontinues

Les fibres de verre produites par le procédé des fibres discontinues sont longues. Lorsque le volume fondu passe à travers de petites ouvertures, un jet d'air comprimé convertit les flux de volume fondu en de longues fibres minces. Ces fibres forment une toile qui se rassemble en un ruban. À partir du ruban, on fabrique du fil de fibre de verre qui est ensuite utilisé à des fins d’isolation dans les industries.

Applications de la fibre de verreUne piscine en fibre de verre

Comme mentionné à plusieurs reprises, la fibre de verre est l’un des matériaux les plus couramment utilisés dans les joints industriels. En examinant les propriétés de la fibre de verre, nous pouvons comprendre pourquoi la fibre de verre est un matériau de choix. Son isolation thermique et électrique, sa résistance et sa durabilité ne sont que quelques-unes des nombreuses raisons.
Certaines des applications les plus importantes de la fibre de verre  ont été énumérées ci-dessous:

Industrie aéronautique et aérospatiale

Les matériaux utilisés dans l'industrie aéronautique et aérospatiale doivent être stables et légers. Par rapport au verre E, le verre S a une résistance et un module supérieurs, ce qui fait du verre S un type de fibre de verre préféré dans cette industrie. De plus, le verre S présente également un rapport résistance / poids du stratifié plus élevé, une résistance à la fatigue élevée et une rétention élevée à des températures élevées.
Il est souvent utilisé pour la fabrication d'armures d'hélicoptère, d'armures de pont d'envol, de sols et de sièges d'aéronefs. Parce que le verre S a non seulement une résistance mécanique supérieure, mais est également non conducteur, offrant des profils thermiques radar plus bas, il permet aux militaires de voir sans être vus. Il est également utilisé pour fabriquer des pales composites pour hélicoptères.

Industrie de construction

Fiberglass offers dimensional stability, which makes it an ideal material to be used in construction. Reduced weight, low flammability, impact resistance, and high strength are all the properties that any construction material should have, and fiberglass is everything that it needs to be.
La fibre de verre est utilisée dans la construction de composants intérieurs et extérieurs de constructions commerciales, résidentielles et industrielles, allant des appareils de salle de bain aux clôtures de piscine, aux puits de lumière des bâtiments industriels aux éléments de chauffage solaire.

Biens de consommation

La fibre de verre est largement répandue dans de nombreux biens de consommation. Il est utilisé dans la fabrication de cadres de meubles et de produits finis tels que des plateaux utilitaires et décoratifs, des écrans séparateurs, des plaques murales, des équipements sportifs, des équipements de piscine et de terrains de jeux, etc. C'est en raison de sa flexibilité accrue, de sa légèreté, de sa résistance accrue, de sa durabilité, de sa facilité de formage, de son excellente surface et de sa résistance à l'usure et à la corrosion qu'il est utilisé comme matière première dans les biens de consommation.

Équipement résistant à la corrosionCuves en fibre de verre résistant à la corrosion

Il y a beaucoup d'éléments qui doivent être fabriqués avec un matériau résistant à la corrosion. Ce sont les éléments qui doivent être utilisés dans des environnements hostiles et, par conséquent, ils doivent résister à la corrosion pour pouvoir durer longtemps. Les éléments devant être fabriqués avec un matériau résistant à la corrosion comprennent les tuyaux de drainage et d’eau, les réservoirs d’essence souterrains, les tours de refroidissement, les systèmes d’égout, les structures de contrôle des inondations telles que les barrages de barrage et les structures impliquées dans le secteur de la production d’énergie. La fibre de verre étant très résistante à la corrosion et à l'usure, c'est le matériau idéal pour la fabrication d'équipements résistant à la corrosion.

Applications électriques

La stabilité à la température et la résistance mécanique sont les propriétés qui font de la fibre de verre un matériau approprié pour être utilisé en électronique. C'est l'un des matériaux les plus couramment utilisés pour isoler les équipements électriques dans les industries et pour isoler les composants électroniques. Les revêtements de fibre de verre sont faits sur le câblage pour les isoler. La fibre de verre est également utilisée dans les appareils de commutation, les transformateurs, le matériel de poteaux de distribution, les pièces d'ordinateur, etc.

Industrie maritimeCoques en fibre de verre pointues de bateaux à moteur

70% des bateaux sont construits en fibre de verre. La durabilité et la résistance de la fibre de verre sont les principales raisons pour lesquelles il s'agit du matériau dominant dans l'industrie maritime. L’un des principaux avantages de l’utilisation de la fibre de verre dans l’industrie maritime est qu’elle peut être facilement moulée sous différentes formes. Cela rend la fibre de verre extrêmement facile à travailler.

Automobile Industry

La légèreté de la fibre de verre en a fait un matériau de construction privilégié dans l'industrie automobile. De nombreux éléments structurels d'un véhicule sont en fibre de verre, tels que la ceinture d'un pneu à ceinture. La fibre de verre est également utilisée pour fabriquer des éclats de poisson dans les chemins de fer.
Le composite de fibre de verre a conquis le marché comme une inondation. Il a remplacé les matériaux de construction conventionnels comme le métal. Avec des améliorations et des développements continus, la qualité de la fibre de verre continuera à s'améliorer. Il a réussi à satisfaire dans une certaine mesure les besoins du secteur de l'ingénierie et continue à satisfaire davantage aux exigences de divers secteurs.

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