- As sorprendentes capacidades dos polímeros reforzados con fibra de carbono.
Fibra de carbonoOs compostos de polímero reforzado (CFRP) son materiais lixeiros e resistentes que se usan na fabricación de numerosos produtos que se usan na nosa vida diaria.É un termo usado para describir un reforzado con fibramaterial compostoque utiliza fibra de carbono como compoñente estrutural principal.Nótese que a "P" en CFRP tamén pode significar "plástico" en lugar de "polímero".
En xeral, os compostos CFRP usan resinas termoendurecibles como epoxi,poliéster o viniléster.Aínda queresinas termoplásticasúsanse nos compostos CFRP, os "composites termoplásticos reforzados con fibra de carbono" adoitan usar as súas propias siglas, compostos CFRTP.
Cando se traballa con compostos ou dentro da industria de compostos, é importante comprender os termos e acrónimos.Máis importante aínda, é necesario entender oPropiedades dos compostos FRPe capacidades dos distintos reforzos como a fibra de carbono.
Propiedades dos compostos CFRP
Os materiais compostos, reforzados con fibra de carbono, son diferentes dos outros compostos FRP que utilizan materiais tradicionais como a fibra de vidro oufibra de aramida.As propiedades dos compostos de CFRP que son vantaxosas inclúen:
Peso lixeiro:Unha tradicionalComposite reforzado con fibra de vidrousando fibra de vidro continua cunha fibra de vidro do 70% (peso do vidro/peso total), normalmente terá unha densidade de 0,065 libras por polgada cúbica.
Mentres tanto, un composto de CFRP, co mesmo peso de fibra do 70%, normalmente pode ter unha densidade de 0,055 libras por polgada cúbica.
Aumento da forza:Non só os compostos de fibra de carbono son máis lixeiros, senón que os compostos de CFRP son moito máis fortes e ríxidos por unidade de peso.Isto é certo cando se comparan os compostos de fibra de carbono coa fibra de vidro, pero aínda máis cando se compara cos metais.
Por exemplo, unha regra xeral decente ao comparar o aceiro cos compostos de CFRP é que unha estrutura de fibra de carbono de igual resistencia adoita pesar 1/5 de aceiro.Podes imaxinar por que as empresas de automóbiles están investigando o uso de fibra de carbono en lugar de aceiro.
Ao comparar os compostos de CFRP co aluminio, un dos metais máis lixeiros utilizados, unha suposición estándar é que unha estrutura de aluminio de igual resistencia probablemente pesaría 1,5 veces a estrutura da fibra de carbono.
Por suposto, hai moitas variables que poderían cambiar esta comparación.O grao e calidade dos materiais poden ser diferentes, e cos compostos, oproceso de fabricación, a arquitectura da fibra e a calidade hai que ter en conta.
Desvantaxes dos compostos CFRP
Custo:Aínda que é un material sorprendente, hai unha razón pola que a fibra de carbono non se usa en todas as aplicacións.Polo momento, os compostos CFRP son custos prohibitivos en moitos casos.Dependendo das condicións actuais do mercado (oferta e demanda), o tipo de fibra de carbono (aeroespacial versus calidade comercial) e o tamaño da fibra de remolque, o prezo da fibra de carbono pode variar drasticamente.
A fibra de carbono bruta en base ao prezo por libra pode ser entre 5 e 25 veces máis cara que a fibra de vidro.Esta disparidade é aínda maior cando se compara o aceiro cos compostos CFRP.
Condutividade:Isto pode ser tanto unha vantaxe para os compostos de fibra de carbono como unha desvantaxe dependendo da aplicación.A fibra de carbono é extremadamente condutora, mentres que a fibra de vidro é illante.Moitasas aplicacións usan fibra de vidro, e non pode usar fibra de carbono ou metal, estrictamente pola condutividade.
Por exemplo, na industria de servizos públicos, moitos produtos son necesarios para usar fibras de vidro.Tamén é unha das razóns polas que as escaleiras usan fibra de vidro como carrís da escaleira.Se unha escaleira de fibra de vidro entrase en contacto cunha liña eléctrica, as posibilidades de electrocución son moito menores.Este non sería o caso dunha escaleira de CFRP.
Aínda que o custo dos compostos CFRP segue sendo elevado, os novos avances tecnolóxicos na fabricación seguen permitindo produtos máis rendibles.Con sorte, ao longo da nosa vida, poderemos ver fibra de carbono rendible utilizada nunha ampla gama de aplicacións de consumo, industriais e automoción.
Hora de publicación: 10-02-23