Qual é a diferença entre fibra de carbono e Kevlar®?
Jul 13, 2024
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O QUE É FIBRA DE CARBONO?
Fibra de carbono é composta por fios longos e finos, feitos principalmente de átomos de carbono unidos em cristais microscópicos.
O cristal é alinhado, o que os torna incrivelmente fortes. Eles são então torcidos juntos, muito semelhante ao processo de produção de algodão, em fios. O fio é então tecido junto para criar Tecido de Fibra de Carbono. Existem diferentes tipos de trama para fibras de carbono:
Simples:Também conhecido como padrão bidirecional sobre/sob, muito fácil de manusear, devido à trama apertada.
Sarja:Padrão diagonal de uma sobreposição e uma subposição. É o padrão de fibra de carbono mais reconhecível e oferece uma forma mais solta do que um design simples, tornando-o melhor para formas mais complexas.
Cetim:O cetim tem uma semelhança com tijolos que vem de um número de over-overs (normalmente quatro ou oito) para um under. O padrão não é o mais fácil de trabalhar e é mais adequado para curvas complexas.
Unidirecional:Como o nome sugere, todo o fio é unidirecional. Não há trama, e ele é frequentemente mantido unido com um fio, embora isso não altere a estrutura da fibra de carbono. É mais adequado para moldes que têm uma força atuando apenas em um eixo
COMO É PRODUZIDA A FIBRA DE CARBONO?
Cada fabricante de fibra de carbono tem sua maneira de fabricar o material para dar a ele sua resistência ou características estéticas de venda. No entanto, como regra, toda fibra de carbono vem de polímeros orgânicos que são cadeias de moléculas mantidas juntas por átomos de carbono.
O processo de fabricação de PAN (poliacrilonitrila) é responsável por cerca de 90% de toda a fabricação de fibra de carbono e é um processo de cinco etapas:
O poliacrilonitrila é misturado com outros itens e fiado para criar fibras que são esticadas e limpas.
Em seguida, são adicionados produtos químicos para estabilizar
O calor é adicionado e altas temperaturas ajudam a formar cristais de carbono fortemente unidos.
As fibras são oxidadas para melhorar as propriedades de ligação.
Finalmente, os fios são revestidos e enrolados em fios de tamanhos diferentes. Antes que uma fibra de carbono se torne um material composto, um polímero é adicionado e calor, pressão ou vácuo unem o fio ao polímero para criar um material composto.
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 bem conhecida por seu baixo peso e alta resistência, tornando-a o material composto avançado ideal nas indústrias marítima, automobilística 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, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações
Excelentes propriedades de fadiga
Funciona com uma variedade de materiais diferentes
Condutividade elétrica e térmica
Possui baixo coeficiente de expansão térmica
QUAIS SÃO AS DESVANTAGENS DA FIBRA DE CARBONO?
Apesar de ter uma ampla gama de vantagens, a fibra de carbono ainda é um material composto relativamente novo que apresenta algumas desvantagens:
Caro em comparação com outros materiais compostos
Mais trabalho intensivo para fabricar
Atualmente não é reciclável, mas frequentemente a fibra de carbono é usada para substituir o aço ou o alumínio, ambos materiais recicláveis
Quebrará/estilhaçará quando for forçado além de suas capacidades
Se estiver danificado, deve ser substituído em vez de reparado como uma estrutura metálica
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