FIBRAS DE CARBONO

EL PRESENTE DE LOS MATERIALES COMPUESTOS DE ALTA ESPECIFICACIÓN

En la actualidad, el desarrollo de nuestra sociedad esta marcado por la necesidad de reducir el consumo de energía, aspecto que presiona cada vez mas la demanda de materiales mas resistentes, livianos y duraderos. Los materiales compuestos a base de fibras de carbono están dando respuesta a estas necesidades.

Con crecimientos mundiales anuales de mas del 7%, y alrededor de 60 años de desarrollos y aplicaciones, los materiales compuestos hoy ofrece a la industria en general soluciones que combinan altas especificaciones de resistencia mecánica y química, con bajo peso, lo que constituye una buena alternativa para los retos que hoy enfrentan sectores como el automovilístico, aeroespacial, aeronáutico, armamento y los deportes de alto rendimiento.

Los compuestos a base de fibras de carbono con matriz termo estable, sobresalen por:

  • Resistencia mecánica entre 3 y 10 veces superior a la del acero con alto módulo de elasticidad a tracción (según la especificación de la fibra).

  • Súper liviano, 4.5 veces menor que el acero

  • Resistente a la corrosión, excepcional resistencia al ataque químico (ácidos, base y materiales orgánicos)

  • Extraordinaria rigidez

  • Gran estabilidad térmica (la fibra es prácticamente incombustible y su coeficiente de dilatación es 50 veces más bajo que el del acero).

  • Alta estabilidad dimensional. Resiste variaciones de temperatura, conservando su forma.

  • Optima resistencia a la fatiga y a cargas cíclicas

  • Resistente al desgaste

  • Optima absorción de vibraciones

  • Es buen conductor eléctrico y de baja conductividad térmica.

  • Resistente al ciclo hielo/des hielo y a las sales involucradas

  • Transparencia al radar y a los rayos X

  • Compatibilidad biológica con organismos vivos.

Fibras de carbono

Se debe tener cuidado con su baja resistencia al impacto; además, las fibras son muy quebradizas y desarrollan su alta resistencia con muy baja elongación, por esto se utilizan muchas veces en combinación con otro tipo de fibras como el Kevlar o la fibra de vidrio. Otro aspecto importante cuando se aplican revestimientos sobre acero, es que este material compuesto puede favorecer la corrosión del tipo galvánico, debido a las diferencias de potencial que se genera al estar en contacto con metales.

Estas importantes propiedades han posibilitado el crecimiento y la incursión de los materiales compuestos en nuevos campos de la industria:

  • Energía eólica

  • Armamento

  • Industria química, petróleo y nuclear

  • Equipo médico (prótesis, equipo quirúrgico, mesas para rayos X, tomografía, resonancia)

  • Reconstrucción de obras civiles

  • Robótica

  • Computadores portátiles

En la industria aeronáutica y en general, la fabricación de piezas con exigencia de alto módulo de elasticidad, se proyectan y fabrican con fibras de carbono. Cuando se requiere alta resistencia al impacto y bajo peso, el material empleado es la fibra de aramida o Kevlar. Para piezas sometidas a fatiga y donde el peso no es un factor decisivo, se emplean las fibras de vidrio. Con los materiales compuestos, se moldean fácilmente formas de gran tamaño y aerodinámicamente eficientes.

fibras de carbono

 

En los aviones comerciales, aprovechando su alta resistencia con bajo peso, los materiales compuestos han llegado a un 10-25 por ciento del peso total de la aeronave. Si un avión se construyera todo en acero, su densidad seria 7,8. Si el mismo avión estuviera fabricado todo en aluminio, su densidad bajaría a 2,7 y si recurriéramos a materiales compuestos a base de resinas epóxicas y fibras de carbono, su densidad bajaría a 1,7. Esto significa que cada vez más las aeronaves buscaran mejorar su eficiencia (ahorro de combustible) trabajando con materiales compuestos.

En conclusión, los materiales compuestos a base de fibras de carbono ofrecen una combinación de características mecánicas, de diseño y de proceso que superan las ofrecidas por los materiales tradicionales; propiedades que compensan su precio y que convierten el material  en el complemento ideal para optimizar los productos/equipos y mejorar su costo beneficio.

Para tener en cuenta:

  • Por lo especial de la fibra de carbono, las resinas mas empleadas para fabricar piezas en materiales compuestos son las resinas Epoxicas y vinilester.

  • Debido a que las resinas utilizadas son muy adhesivas, en la fabricación de  compuestos con fibras de carbono se requiere de la aplicación de des moldantes especializados.

  • El porcentaje de resina que tienen generalmente las piezas en compuestos de carbono está entre el 38% y el 50%. A menor contenido de resina se obtienen mejores propiedades.

  • En nuestro medio, los compuestos a base de fibras de carbono se utilizan en aplicaciones decorativas (tunning) e industriales. Para obtener la máxima resistencia mecánica en las piezas industriales, se requiere la eliminación de burbujas de aire mediante vacio/presión y el post curado de las piezas.

  • Como en todos los materiales compuestos poliméricos, para mejorar la resistencia a la flexión y al impacto, se requiere un mejor diseño con curvaturas/nervaduras o el empleo de rigidizantes (Divinicel, Spherecore, etc.).

Luego de trabajar por cerca de 30 años en los principales fabricantes y comercializadores de insumos en Colombia y varios países de Latino América, consciente de las necesidades y limitaciones de nuestro medio, se crea www.fibraplus.com para ayudar a todas aquellas personas que quieran lograr la excelencia en sus negocios/productos.

Fibraplus.com, “Un mundo de posibilidades para un selecto grupo de usuarios”

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