Qual é a diferença entre fibra de carbono e Kevlar?

O que é fibra de carbono?

As fibras de carbono são fios longos e finos feitos principalmente de átomos de carbono unidos em cristais microscópicos.

Os cristais estão alinhados, o que os torna muito fortes. Eles são então torcidos juntos, muito parecido com o processo de produção de algodão, para fazer fios. Os fios são então tecidos juntos para fazer tecido de fibra de carbono. Existem diferentes tipos de tecidos para fibra de carbono:

Trama Simples: Também conhecida como Top/Down Standard Two-Way é muito fácil de manusear por causa da trama apertada.

Sarja: Padrão diagonal de over-over e under-under É o padrão de fibra de carbono mais conhecido e oferece uma forma mais solta do que os designs normais, tornando-o mais adequado para formas mais complexas.

Cetim: O cetim tem uma semelhança de tijolo que vem de números que são mais que (geralmente quatro ou oito) a menos que um. Esse padrão não é o mais fácil de trabalhar, mas funciona melhor com curvas complexas.

Unidirecional: Como o nome sugere, todos os fios são unidirecionais. Não há trama, geralmente é usado fio para mantê-lo unido, mas isso não altera a estrutura da fibra de carbono. Melhor para moldes que são tensionados em apenas um eixo

Como é feita a fibra de carbono?

Cada fabricante de fibra de carbono tem seu próprio método de fabricação do material para dar resistência ou características estéticas de venda. Normalmente, no entanto, todas as fibras de carbono vêm de polímeros orgânicos, que são cadeias moleculares de átomos de carbono mantidos juntos.

O processo de fabricação de PAN (poliacrilonitrila) representa cerca de 90% de toda a fabricação de fibra de carbono e é dividido em cinco etapas:

A poliacrilonitrila é misturada com outros itens e transformada em fibras, que são então esticadas e limpas.

produtos químicos são então adicionados para estabilizar

Adicionando calor, altas temperaturas ajudam a formar cristais de carbono fortemente ligados.

As fibras são oxidadas para melhorar as propriedades de ligação.

Finalmente, os fios são revestidos e enrolados em fios de diferentes tamanhos. Antes que a fibra de carbono se torne um compósito, um polímero é adicionado e os fios e o polímero são unidos por calor, pressão ou vácuo para formar o compósito.

Como em qualquer processo de fabricação, os materiais usados ​​criarão qualidades e efeitos específicos na fibra de carbono, permitindo diferenças de classificação e aplicação.

Quais são os benefícios da fibra de carbono?

A fibra de carbono é conhecida por seu peso leve e alta resistência, tornando-a um material compósito avançado ideal nas indústrias naval, automotiva e aeroespacial. Os principais benefícios incluem:

Excelente relação resistência/peso

alta resistência ao calor

Alta resistência química/corrosão (quando usado com a resina correta)

Extremamente flexível para uma ampla variedade de aplicações

excelentes propriedades de fadiga

Adequado para uma variedade de materiais diferentes

condutividade elétrica e térmica

Tem um baixo coeficiente de expansão térmica

Quais são as desvantagens da fibra de carbono?

Apesar de suas muitas vantagens, a fibra de carbono ainda é um material compósito relativamente novo, mas também apresenta algumas desvantagens:

Caro em comparação com outros materiais compostos

A fabricação é mais intensiva em mão de obra

Atualmente não reciclável, a fibra de carbono é frequentemente usada em vez de aço ou alumínio, ambos materiais recicláveis

Irá rachar/quebrar quando excedida sua capacidade

Se danificado, deve ser substituído, não reparado como estruturas metálicas