¿Cómo se fabrica la fibra de carbono?
La fibra de carbono se considera el material soñado de todo ingeniero porque es liviano y extremadamente duradero. Se compone de miles de cadenas paralelas. Estos hilos se pueden torcer o tejer en compuestos de fibra de carbono. La fibra de carbono es un material extremadamente valioso porque es cinco veces más fuerte que el acero.

Para la fabricación de fibras de carbono se utilizan fibras plásticas PAN. Se compone de miles de filamentos más delgados que un cabello humano. Lo alteran químicamente para formar cadenas de átomos de carbono, que a su vez se utilizan en el producto final. Hay máquinas especiales que pueden arreglar miles de estas fibras. Después de la máquina, las fibras pasan por un horno de oxidación durante unos minutos.

La temperatura en el horno es de unos 480 grados Fahrenheit. Debido a esta temperatura, las fibras absorben moléculas de oxígeno del aire. Este proceso reorganiza la estructura atómica de las fibras, haciéndolas resistentes al calor. A medida que las fibras se oxidan, cambian de color y se vuelven negras. Después de la oxidación, están listos para el siguiente proceso, la carbonización.

Las fibras se calientan en una mezcla de gases sin oxígeno. Debido a este proceso, los átomos que no son de carbono son expulsados. Los átomos de carbono restantes se transforman en cristales estrechamente unidos que corren paralelos a la longitud de la fibra. Aquí es donde el material gana su fuerza. Luego, las fibras se pasan por un baño de agua cargado que bordea las superficies de las fibras para que absorban mejor la resina.

A continuación, se aplica una ligera capa de imprimación de resina para fortalecer la unión química de las fibras a la resina de moldeo. Después de este proceso, las fibras se tejen en telas de fibra de carbono o se mezclan con resina para formar productos. Puede ser un rollo de hilos de fibra continua, telas tejidas de hilos reticulados y productos preimpregnados, productos semielaborados listos para usar. El uso de preimpregnados está muy extendido en todo el mundo.

Esta resina es una formulación de resina epoxi con endurecedor y acelerador en polvo. Los trabajadores vierten la resina en una máquina de película, que imprime la resina en una capa delgada y húmeda sobre papel. Al mismo tiempo, otra máquina organiza de 200 a 300 fibras de carbono en una red de fibra de carbono. El grosor de la red determina el grosor del preimpregnado.

Por lo general, se montan dos rollos de papel recubierto de resina en la máquina de impregnación de resina. El elemento calefactor calienta la red a medida que ingresa para facilitar la absorción de la resina. Luego, la malla de fibra de carbono calentada se intercala entre dos hojas de papel recubierto de resina. Gracias a los rodillos calentados a alta presión, la resina penetra en millones de filamentos de fibra de carbono.

Cuando se enfría, la resina líquida se convierte en gel para que en la siguiente estación se pueda quitar el papel. En la siguiente estación, la parte superior de la lámina preimpregnada se cubre con una película de Mylar. Posteriormente, la hoja se enrolla en un rollo. En el laboratorio de la fábrica, los técnicos realizan pruebas de control de calidad en muestras preimpregnadas. Dichas pruebas aseguran que la fibra de carbono tenga una fuerza, durabilidad y resistencia al calor óptimas.

No hace falta decir que los fabricantes de todo el mundo emplean varias técnicas que son secretos de la empresa, pero en términos generales, el proceso de fabricación de fibra de carbono antes mencionado es el que todos siguen.