FIBRA DE CARBONO

fibra de carbono

Bienvenidos a nuestra web especializada en fibra de carbono, en ella podrás encontrar cualquier articulo que este fabricado en carbono.

Ademas de una inmensidad de objetos de fibra de carbono. También podrás encontrar un montón de información de interés sobre este increíble material y todas las opciones que nos ofrece de fabricación.

Todo lo que necesitas en fibra de carbono.

¿QUE ES LA FIBRA DE CARBONO?

La fibra de carbono se trata de un polímero, que en algunas ocasiones, también es conocido como fibra de grafito.

La fibra de carbono es una material, que ademas de ser muy resistente, también cuenta con la cualidad de ser realmente ligero. Esta fibra, es cinco veces mas resistente que otros materiales como puede tratarse del acero, pero ademas también resulta que es el doble de rígida.

Pero si esto te parece algo increíble, déjanos decirte que ademas de que la fibra de carbono es mas fuerte y mas rígida que el acero. También es muchísimo mas ligera, convirtiéndolo el el material ideal para fabricar infinidad de piezas, artículos y componentes.

Con estas cualidades que acabamos de mencionar. Es de entender que la fibra de carbono sea el material predilecto para muchos diseñadores e ingenieros a la hora de fabricar cualquier articulo o pieza.

La fibra de carbono, esta formada por múltiples filamentos cristalinos fuertes y delgados de carbono que son utilizados para endurecer el material.

hilo de fibra de carbono, hilo de carbono

Estos hilos de carbono pueden ser mas delgados incluso que un mechón de pelo humano. Y consigue su resistencia cuando se retuerce como un hilo.

Estos hilos se pueden entrelazar unos con otros para formar una tela de fibra de carbono. Y si es necesario, esta puede ser colocada en un molde y recubierta de una resina para que tenga una forma permanente.

Ademas de estas cualidades ya mencionadas, también tiene otra que hacen que la fibra de carbono sea un material muy popular en muchos tipos de industrias. Como la aeronaútica, la militar o la automovilística, gracias a su alta resistencia química, su tolerancia al calor y su baja expansión térmica.

HISTORIA DE LA FIBRA DE CARBONO

La historia de la fibra de carbono, se remonta al año 1879, cuando Thomas Edison realizo pruebas de horneado de hilos de algodón y bambú, carbonizándolos en un hilo de fibra de carbono.

Esto serian los precursores de los productos resultantes a base de petroleo que conocemos hoy día. Este método es conocido como “pirólisis” que aun hoy en día se sigue utilizando. Y se conseguían unos hilos de fibra de carbono que eran capaces de resistir el calor necesario para la incandescencia.

En 1958, se dieron paso a los que se conocían como las fibras de carbono de alto rendimiento. Aunque resultaban bastante ineficientes, estas fibras de finales de los 50 contenían en torno al 20% de carbono y contaban con unas cualidades como la baja resistencia y la rigidez.

tejido de carbono, tejido de fibra de carbono

En la década de los 70 se desarrollo un nuevo proceso de fabricación. Y fue en este momento en el cual se saco todo el potencial de resistencia a la fibra de carbono que conocemos hoy día. Desarrollando fibras de carbono hechas con una brea derivada del petroleo.

Estas fibras contenían un 85% de carbono y ademas tenían una excelente resistencia a la flexión. Hoy en día este tipo de fibras son muy importantes en la fabricación de miles de producto y cada año se le siguen encontrando nuevas aplicaciones.

¿ COMO SE FABRICA LA FIBRA DE CARBONO ?

La fibra de carbono esta hecha a partir de un proceso que tiene una parte de proceso químico y otra parte de proceso mecánico.

Se comienza realizando largo hilos de fibras y posteriormente calentándolas a una temperatura extrema, pero sin que exista presencia de oxigeno, para evitar que estas fibras se quemen.

A este proceso se le conoce como carbonización, que es cuando los átomos que se encuentran en el interior de las fibras, vibran bruscamente, expulsando la mayoría de los átomos que no son de carbono.

de que esta hecha la fibra de carbono, llantas de fibra de carbono

De esta forma se queda una fibra que estará formada por largas cadenas que ademas estarán fuertemente entrelazadas formadas por átomos de carbono, con apenas unos pocos átomos los cuales no serán de carbono.

Habitualmente se utiliza una técnica para formar fibras de carbono a partir del policrilonitrilo, que implica hilar, estabilizar, carbonizar, tratarlo y dimensionarlo.

QUE SE PUEDE FABRICAR CON CARBONO

Hoy en día es posible fabricar cualquier cosa y cualquier objeto con carbono gracias sin duda a los avances que ha experimentado tanto la ciencia como la industria.

Un claro ejemplo de todo esto lo puedes encontrar en nuestra web especializada en carbono donde podrás encontrar un sinfín de objetos y de materiales fabricados en este tipo de fibra.

Ademas gracias a su capacidad de moldearse y a los distintos tipos de acabados que tiene esta fibra puedes encontrar artículos de lo mas peculiares fabricados en fibra de carbono, o bien que estén combinados con este material.

Cómo se fabrica la fibra de carbono.

El color negro de la fibra de carbono  se produce como consecuencia de su pureza la cual proviene del carbón, aunque existe una forma más pura aún, y no posee color negro.

Si observamos muy de cerca de qué están compuestas las piezas de carbono nos encontraríamos con unos hilos muy finos que atribuyen las propiedades del material.

Estos hilos se entrelazan entre sí como si se tratara de una máquina de tejer y se entremezclan con una resina especial llamada epoxi. Después de que estos filamentos plásticos pasen por varias etapas descarbonización y grafitización en unos hornos especiales, pasaremos detener poliacrilonitrilo a tener un filamento de carbono.

Las temperaturas a las que se someten los niveles de carbonización individuales darán posteriormente lugar a las propiedades de los filamentos de fibra de carbono y esto tendrá una influencia directa en su coste. Tanto la resistencia como la rigidez y capacidad de estiramiento antes de la rotura se verán influenciadas en función del tipo de fibra de carbono que hayamos conseguido.

Vídeo de proceso de fabricación de fibra de carbono.

Propiedades mecánicas de la fibra de carbono.

La fibra de carbono se recubre con un precursor de adhesión. Este es uno de los secretos mejor guardados por los fabricantes de fibra de carbono. A partir de entonces este material ya podría procesarse en componentes.

Pero para  poder crear un compuesto de fibra de carbono se necesita otro material llamado matriz, el cual a su vez está formado por una amplia variedad de materiales. Normalmente suele llevar epoxicos, poliésteres y fenoles de termoendurecimiento, que en muchos casos son termoplásticos como la poliamida, abs, peek, pero también puede ser el polipropileno.

El material resultante  apenas es capaz de soportar cargas perpendiculares a la fibra de carbono, pero sin embargo tiene una resistencia mecánica y una estabilidad increíble en la misma dirección de la fibra de carbono.

Cómo podemos observar la fibra de carbono es muy resistente a las fuerzas mecánicas perpendiculares a ella. La resina mediante sus propiedades mecánicas  puede evitar que la fibra de carbono se rompa hasta un cierto punto, lo cual se traduce en una resistencia a la compresión baja. La resistencia a la compresión de laminados mediante la resina epoxi estaría en torno al 60 % de la resistencia mecánica a la tracción máxima. Si además en el proceso de fabricación hubiesen quedado bolsas de aire o suciedad este valor de resistencia se vería más reducido aún.

Se pueden reparar las piezas de fibra de carbono.

Todas las piezas de fibra de carbono al igual que sucede con otras piezas como puede ser el aluminio o el titanio se pueden reparar. Pero en algunas ocasiones estas reparaciones son caras y quizás no nos compense.

Lo ideal sobre todo cuando se tratan de compuestos de carbono usados en bicicletas deberían de ser sustituidos después de una caída fuerte. 

Cuando un material de fibra de carbono recibe un fuerte golpe, se produce una tensión especial. Sobre todo en zonas como puede ser en el manillar de carbono. Y esto puede dañar de forma interna su estructura. Por este motivo, y por nuestra propia seguridad cuando un material de fibra de carbono recibe un fuerte impacto deberíamos de sustituirlo. Ya que los daños internos no serían apreciables pudiendo terminar de romperse en el momento menos indicado.

Por esta misma razón, no es muy aconsejable cuando compramos  determinados compuestos de competición de fibra de carbono hacerlo en el mercado de segunda mano. Ya que no sabemos el trato que pudieron tener. Y aunque en algunas ocasiones puede ser apreciable daños a simple vista. En otras ocasiones los daños serían en su estructura interna y no serían apreciables al ojo humano. Con lo cual estaríamos arriesgando nuestra seguridad y nuestra salud. 

Tipos de compuestos de fibra de carbono.

Los materiales formados de fibra de carbono se elaboran de varias formas para su venta como compuestos semi-elaborados según vaya a ser su utilización. En función de esto se pueden distinguir varios tipos de materiales semi-elaborados.

Esteras crudas:

La separación de la estera y la resina hace que el procesamiento sea relativamente sencillo. Las esteras son colocadas en la forma precisa y se unta de resina en capas, mediante un procedimiento manual.

Mezclas de fibra-resina:

Las mezclas de fibra y de resina son utilizadas para procesos de soplado. En este proceso se sopla hilo de carbono muy pequeño dentro de moldes preparados, y se les mezcla con resina. 

Esta técnica sería perfecta para la fabricación de productos con muy poco peso. Se trata de un proceso con un precio bastante barato y rápido, aunque en este proceso no se exprime al máximo las prestaciones de la fibra de carbono

Rovings:

Los Rovings son esteras enrolladas las cuales ya se encuentran impregnadas en resina y endurecidas. Son piezas redondas y económicas las cuales son capaces de soportar grandes fuerzas de tracción y  flexión.

Placas:

Las placas están disponibles en varios tipos de tamaños y de resistencia mecánica. Tienen alta capacidad de presión y de resistencia al corte. Estas láminas de carbono se pueden cortar, pero en ese caso debemos de tener cuidado ya que la fibra del material puede resentirse.

Prepregs:

Los prepregs es una mezcla entre placas y esteras crudas. Básicamente se trata de bloques de esterillas anteriormente empapadas en resinas las cuales van a garantizarnos unas prestaciones perfectas, sobre todo en procesos de vacío.