La fibre de carbone, un polymère solide, est idéale pour fabriquer des pièces de plusieurs matériaux, notamment des avions, des pales d’éoliennes et des articles de sport. Les fibres de carbone peuvent être appliquées aux équipements radiologiques en raison de leurs propriétés électromagnétiques. Ils sont résistants, légers et autolubrifiants.
L’aluminium, un métal mou et malléable, est utilisé sur divers produits comme les avions, les lignes électriques, les cadres de fenêtres, etc. En raison de sa faible densité, l’aluminium a une conductivité thermique élevée qui le rend idéal pour les évaporateurs de réfrigérateurs et les composants de moteur.
La fibre de carbone est généralement plus chère que l’aluminium car elle présente divers avantages tels qu’une résistance supérieure et une faible densité. En raison des propriétés de dilatation thermique élevées de la fibre de carbone, sa production nécessite des compétences professionnelles et sa production en série est difficile.
Lorsque l’on compare le prix du carbone et de l’aluminium, le carbone est plus cher que l’aluminium. Voyons la différence de prix majeure entre les deux et les facteurs qui influencent la cherté de ces matériaux.
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Coût moyen de la fibre de carbone et de l’aluminium
L’estimation du coût de la fibre de carbone est déterminée par plusieurs facteurs, notamment les matières premières, l’énergie, la main-d’œuvre, les machines et la fabrication. Le coût du carbone selon la dernière valeur marchande est de 7 $ à 9 $ la livre.
Le coût moyen de l’aluminium est moins cher que le carbone avec une fourchette de prix de 35 cents la livre. Étant donné que la production d’aluminium nécessite une grande quantité d’énergie, elle influence le prix final de l’aluminium.
Comme le prix des matières premières comme les résines et les fibres de carbone a augmenté récemment, cela a entraîné une hausse du prix du carbone.
Facteurs de coût à prendre en compte
Divers facteurs permettent de déterminer le coût total de fabrication des produits en fibre de carbone et en aluminium. Étant donné que les facteurs de coût subissent de plus en plus de progrès de nos jours, cela fait baisser le prix des matières premières, de la production et de la technologie.
Vous trouverez ci-dessous certains des facteurs à prendre en compte dans le calcul du coût de la fibre de carbone et de l’aluminium.
Épaisseur
L’épaisseur standard de la feuille de fibre de carbone est de 0,25 mm, ce qui est très fin et flexible. Une feuille de carbone moyenne aura une épaisseur de 1 mm et un panneau structurel épais en carbone rigide aura une épaisseur comprise entre 1,7 mm et 3,1 mm.
Lors de l’achat d’une fibre de carbone, vous devez tenir compte de la taille, de l’épaisseur, du matériau et de la finition globale de la plaque de carbone.
Voyons le coût moyen des fibres de carbone en fonction du matériau et de l’épaisseur.
| MATIÈRE CARBONE | DIMENSION | ÉPAISSEUR | LE PRIX |
| T300 | 200×300 | 1,5 mm | 14 $ |
| T300 | 200×300 | 2mm | 17 $ |
| T700 | 400×500 | 3mm | 66 $ |
L’aluminium, en revanche, peut être acheté en fonction de ses dimensions.
| LONGUEUR ET LARGEUR | PRIX ALUMINIUM |
| 12″x12″ | 25,50 $ |
| 12″x36″ | 63,28 $ |
| 24″x24″ | $79.13 |
| 24″x48″ | 151,18 $ |
| 36 « x36 » | 170,09 $ |
| 36″x48″ | $216.24 |
| 48″x48″ | 273,91 $ |
Matières premières
La matière première du carbone est obtenue à partir de polyacrylonitrile (PAN) qui coûte généralement environ 90 dollars le kilogramme. La disponibilité du PAN en tant que précurseur à haut rendement a considérablement réduit le coût des fibres de carbone.
Un lingot d’aluminium a un prix de marché estimé à 1,40 $ la livre.
Taille et poids
Le coût de la fibre de carbone et de l’aluminium peut être calculé en fonction de la taille de la feuille et de son poids. Le coût estimé de l’aluminium basé sur la tonne est expliqué ci-dessous.
| TYPE ALUMINIUM | TONNE | LE PRIX |
| Lingot d’aluminium ADC12 | 50 | $1200-$1900 |
| Barre de billettes T3 en lingot d’aluminium | 28 | 800 $ |
| Paquet de lingots d’aluminium | 1 | 275 $ |
| Lingot d’aluminium | 100 | 450 $ à 600 $ |
Le coût des feuilles de fibre de carbone par pied carré est mentionné ci-dessous.
| TAILLE DE LA FEUILLE DE CARBONE | PRIX AU PIED CARRÉ |
| 0,1″ | À partir de 16,56 $ |
| 0,2″ | À partir de 17,60 $ |
| 0,4″ | À partir de 22,88 $ |
| 0,5″ | À partir de 30,31 $ |
Temps
La météo est un facteur important qui détermine les fluctuations de prix des achats d’aluminium. Les fibres de carbone peuvent résister à la chaleur à une température allant jusqu’à 212 degrés F.
Les produits en aluminium se vendent souvent moins en hiver en raison de la non-disponibilité de la ferraille et des difficultés de transport. Il en résulte un prix élevé de l’aluminium.
Électricité
Le prix de l’aluminium dépend fortement du coût de l’électricité car ils nécessitent une grande quantité d’électricité pour fabriquer de l’aluminium. Le US Aluminium Trade Group estime que le coût de l’électricité représente 30 % du prix total de l’aluminium.
Le carbone nécessite beaucoup d’énergie pour renforcer chaque fibre avec des atomes de carbone. Il a besoin d’énergie pour lier le carbone aux fibres ou aux fils. Le coût de l’énergie est le facteur coûteux dans la fabrication du carbone.
Production
L’un des principaux facteurs qui déterminent le coût de la fibre de carbone et de l’aluminium est la production qui implique de la main-d’œuvre et des machines. Étant donné que les machines doivent être avancées et que la production implique un processus hautement spécialisé, cela détermine le prix du produit final.
Emplacement
En fonction de la situation nationale et internationale, les prix de la fibre de carbone et de l’aluminium peuvent fluctuer. Par exemple, l’aluminium distribué en Guinée, en Australie, au Vietnam, au Brésil et en Afrique peut fabriquer des produits en aluminium de haute qualité à un faible coût d’exploitation. Environ 80 à 90 % de l’aluminium est vendu dans le cadre de contrats à long terme.
Basé sur la région, le marché de la fibre de carbone est élevé en Amérique du Nord, en Europe et en Amérique latine, qui produisent des fibres de carbone de haute qualité et à faible coût.
Pourquoi la fibre de carbone est-elle plus chère que l’aluminium ?
Le carbone est plus cher que l’aluminium en raison de sa structure et des matériaux utilisés. Il faut une grande précision pour créer des propriétés de faible dilatation thermique du carbone. Il est donc beaucoup plus complexe à produire en masse et un processus fastidieux que l’aluminium.
En tant que produit commercial, le carbone vient avec le prix du processus de fabrication. Une fois fabriqué, le précurseur du produit final coûtera environ 5 $ la livre.
Long
La production de fibre de carbone est un processus qui prend plus de temps que l’aluminium où chaque fibre de 5 à 10 mm est regroupée en rangées et tissée. Le processus comprend la stratification, le moulage et l’impression 3D.
Bien que les fabricants aient accès à de nouvelles technologies qui réduisent les coûts de temps et d’énergie, le temps de cycle moyen varie de 1 heure à 150 heures selon la complexité des éléments de construction.
Rigidité et force
La fibre de carbone offre rigidité et résistance à une faible densité, ce qui la rend plus légère que l’aluminium. L’aluminium est moins rigide que la fibre de carbone.
Par exemple, un cadre de vélo en aluminium est moins rigide et finira par se fissurer. Les cadres de vélo en fibre de carbone sont durables en raison de leurs propriétés d’amortissement et de rigidité.
Travail habile
Les pièces en fibre de carbone nécessitent des compétences et de l’expérience pour construire des pièces composites de haute qualité. L’aluminium nécessite également des compétences plus élevées pour terminer le processus de soudage, mais il coûte moins cher que le carbone.
Dilatation thermique et résistance
L’aluminium a une dilatation thermique de 13 unités, ce qui est supérieur à la fibre de carbone qui a une faible dilatation thermique de 2 unités. Cela rend la fibre de carbone largement utilisée dans les scanners 3D, les télescopes et autres dispositifs optiques.
L’aluminium (1215 F) est plus résistant aux hautes températures que la fibre de carbone (160 F-210 F).
Performances à long terme
La fibre de carbone a une résistance à la traction, une rigidité et une résistance à la corrosion spécifiques supérieures à l’aluminium. Étant donné que les composites en fibre de carbone sont moins résistants aux rayons UV, ils nécessitent un processus supplémentaire d’application de revêtement qui entraîne des coûts de production élevés.
Ben est un conseiller financier certifié, avec plus de 10 ans d’expérience dans l’industrie. Il connaît bien divers sujets commerciaux et financiers, tels que la planification de la retraite et la gestion des placements. Ben a été reconnu pour son travail dans l’industrie de la planification financière. Il a également été présenté dans diverses publications.
