¿Cuál es la diferencia entre fibra de carbono y Kevlar®?
Jul 13, 2024
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¿QUÉ ES LA FIBRA DE CARBONO?
La fibra de carbono son hebras largas y delgadas hechas principalmente de átomos de carbono unidos entre sí en cristales microscópicos.
Los cristales se alinean, lo que los hace increíblemente fuertes. Luego se tuercen juntos, de manera muy similar al proceso de producción de algodón, para formar el hilo. Luego, el hilo se teje para crear la tela de fibra de carbono. Existen diferentes tipos de tejido para las fibras de carbono:
Plano:También conocido como estándar bidireccional superpuesto/inferior, muy fácil de manejar, debido a su tejido apretado.
Tela asargada:Patrón diagonal de un superpuesto y un subsubpuesto Es el patrón de fibra de carbono más reconocible y ofrece una forma más suelta que un diseño simple, lo que lo hace mejor para formas más complejas.
Satín:El satén tiene un aspecto similar al del ladrillo, que se debe a una cantidad de superposiciones (normalmente cuatro u ocho) y una de debajo. El patrón no es el más fácil de trabajar y se adapta mejor a curvas complejas.
Unidireccional:Como sugiere el nombre, todo el hilo es unidireccional. No hay trama y, a menudo, se mantiene unido con un hilo, aunque esto no altera la estructura de la fibra de carbono. Es más adecuado para moldes que tienen una fuerza que actúa solo en un eje.
¿CÓMO SE FABRICA LA FIBRA DE CARBONO?
Cada fabricante de fibra de carbono tiene su propia forma de fabricar el material para darle resistencia o características estéticas de venta. Sin embargo, por regla general, toda la fibra de carbono proviene de polímeros orgánicos que son cadenas de moléculas unidas por átomos de carbono.
El proceso de fabricación de PAN (poliacrilonitrilo) representa alrededor del 90% de toda la fabricación de fibra de carbono y es un proceso de cinco pasos:
El poliacrilonitrilo se mezcla con otros elementos y se hila para crear fibras que se estiran y se limpian.
Luego se añaden productos químicos para estabilizar.
Se agrega calor y las altas temperaturas ayudan a formar cristales de carbono fuertemente unidos.
Las fibras se oxidan para mejorar las propiedades de unión.
Por último, las hebras se recubren y se enrollan para formar hilos de diferentes tamaños. Antes de que una fibra de carbono se convierta en un material compuesto, se le añade un polímero y el calor, la presión o el vacío unen el hilo con el polímero para crear un material compuesto.
Como ocurre 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 bajo peso y su alta resistencia, lo que la convierte en el material compuesto avanzado ideal para las industrias marina, automotriz y aeroespacial. Entre sus principales ventajas se incluyen:
Excelente relación resistencia-peso
Alta resistencia al calor
Alta resistencia química y a la corrosión (cuando se utiliza con la resina correcta)
Extremadamente flexible, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones.
Excelentes propiedades de fatiga.
Funciona con una variedad de materiales diferentes.
Conductividad eléctrica y térmica
Posee un bajo coeficiente de expansión térmica.
¿CUÁLES SON LAS DESVENTAJAS DE LA FIBRA DE CARBONO?
A pesar de tener una amplia gama de ventajas, la fibra de carbono sigue siendo un material compuesto relativamente nuevo que presenta algunas desventajas:
Caro en comparación con otros materiales compuestos.
Mayor intensidad de mano de obra para su fabricación
Actualmente no es reciclable, pero a menudo se utiliza fibra de carbono para sustituir al acero o al aluminio, ambos materiales reciclables.
Se romperá o se hará añicos cuando se lo presione más allá de sus capacidades.
Si está dañado, debe reemplazarse en lugar de repararse como una estructura de metal.
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