¿Cuál es la diferencia entre fibra de carbono y Kevlar?

¿Qué es la fibra de carbono?

Las fibras de carbono son hilos largos y delgados hechos principalmente de átomos de carbono unidos en cristales microscópicos.

Los cristales están alineados, lo que los hace muy fuertes. Luego se retuercen, al igual que el proceso de producción de algodón, para hacer hilo. Luego, los hilos se tejen juntos para hacer tela de fibra de carbono. Existen diferentes tipos de tejidos para fibra de carbono:

Tejido llano: También conocido como Top/Down estándar bidireccional, es muy fácil de manejar debido al tejido apretado.

Twill: patrón diagonal de over-over y under-under. Es el patrón de fibra de carbono más conocido y ofrece una forma más suelta que los diseños normales, lo que lo hace más adecuado para formas más complejas.

Satén: el satén tiene una apariencia de ladrillo que proviene de números que son más que (generalmente cuatro u ocho) a menos de uno. Este patrón no es el más fácil de trabajar, pero funciona mejor con curvas complejas.

Unidireccional: Como su nombre indica, todos los hilos son unidireccionales. No hay tejido, generalmente se usa hilo para mantenerlo unido, pero esto no cambia la estructura de la fibra de carbono. Lo mejor para moldes que están estresados ​​en un solo eje

¿Cómo se fabrica la fibra de carbono?

Cada fabricante de fibra de carbono tiene su propio método de fabricación del material para darle resistencia o características estéticas de venta. Sin embargo, por lo general, todas las fibras de carbono provienen de polímeros orgánicos, que son cadenas moleculares de átomos de carbono que se mantienen unidos.

El proceso de fabricación de PAN (poliacrilonitrilo) representa aproximadamente el 90 por ciento de toda la fabricación de fibra de carbono y se divide en cinco pasos:

El poliacrilonitrilo se mezcla con otros artículos y se hila en fibras, que luego se estiran y limpian.

Luego se agregan productos químicos para estabilizar

Al agregar calor, las altas temperaturas ayudan a formar cristales de carbono estrechamente unidos.

Las fibras se oxidan para mejorar las propiedades de unión.

Finalmente, los hilos se recubren y enrollan en hilos de diferentes tamaños. Antes de que la fibra de carbono se convierta en un compuesto, se agrega un polímero y los hilos y el polímero se unen mediante calor, presión o vacío para formar el compuesto.

Al igual que con cualquier proceso de fabricación, los materiales utilizados crearán cualidades y efectos específicos en la fibra de carbono, lo que permitirá diferencias de clasificación y aplicación.

¿Cuáles son los beneficios de la fibra de carbono?

La fibra de carbono es conocida por su peso ligero y alta resistencia, lo que la convierte en un material compuesto avanzado ideal en las industrias marina, automotriz y aeroespacial. Los beneficios clave incluyen:

Excelente relación fuerza-peso

alta resistencia al calor

Alta resistencia química/a la corrosión (cuando se usa con la resina correcta)

Extremadamente flexible para una amplia variedad de aplicaciones

excelentes propiedades de fatiga

Adecuado para una variedad de diferentes materiales.

conductividad eléctrica y térmica

Tiene un bajo coeficiente de expansión térmica.

¿Cuáles son las desventajas de la fibra de carbono?

A pesar de sus muchas ventajas, la fibra de carbono sigue siendo un material compuesto relativamente nuevo, pero también tiene algunas desventajas:

Caro en comparación con otros materiales compuestos.

La fabricación es más intensiva en mano de obra

Actualmente no reciclable, la fibra de carbono se usa a menudo en lugar de acero o aluminio, los cuales son materiales reciclables.

Se agrietará/romperá cuando exceda su capacidad

Si está dañado, debe ser reemplazado, no reparado como estructuras metálicas.