Ce este fibra de carbon?

Fibra de carbon este, exact cum sună - fibra din carbon. Dar, aceste fibre sunt doar o bază. Ceea ce se numește în mod obișnuit fibra de carbon este un material format din filamente foarte subțiri de atomi de carbon. Când este legată împreună cu rășina polimerică plastică prin căldură, presiune sau în vid, se formează un material compozit care este atât puternic, cât și ușor.

La fel ca pânza, barajele castorului sau un scaun din ratan, rezistența fibrei de carbon este în țesătură. Cu cât este mai complexă țesutul, cu atât mai rezistent va fi compozitul. Este util să vă imaginați un ecran cu fir care este împletit cu un alt ecran la unghi, și altul cu un unghi ușor diferit și așa mai departe, cu fiecare fir din fiecare ecran format din șuvițe din fibră de carbon. Acum imaginați-vă această rețea de ecrane umplute în plastic lichid, apoi presate sau încălzite până când materialul fuzionează împreună. Unghiul țesăturii, precum și rășina folosită cu fibra, vor determina rezistența compozitului general. Rășina este cel mai frecvent epoxidică, dar poate fi, de asemenea, termoplastic, poliuretan, ester vinilic sau poliester.

DaveAlan / E + / Getty Images

Alternativ, o matriță poate fi turnată și fibrele de carbon aplicate peste ea. Compozitul din fibră de carbon este apoi lăsat să se vindece, adesea printr-un proces de vid. În această metodă, matrița este utilizată pentru a atinge forma dorită. Această tehnică este preferată pentru formele necomplicate care sunt necesare la cerere.

Materialul din fibră de carbon are o gamă largă de aplicații, deoarece poate fi format la diferite densități în forme și dimensiuni nelimitate. Fibra de carbon este adesea modelată în tuburi, țesături și stofă și poate fi personalizată în orice număr de piese și piese compuse.

Utilizări comune ale fibrei de carbon

• Componente auto de ultimă generație
• Rame pentru biciclete
• Undite
• Talpa de pantofi
• Lilieci de baseball
• Carcase de protecție pentru laptopuri și iPhone

Hypercar Apollo IE. Martyn Lucy / Getty Images 

Mai multe utilizări exotice pot fi găsite în:

• Industrii aeronautice și aerospațiale
• Industria petrolului și a gazelor
• Vehicule aeriene fără pilot
• Sateliții
• Mașini de curse de Formula 1

Unii ar susține, însă, că posibilitățile pentru fibra de carbon sunt limitate doar de cerere și de imaginația producătorului. Acum, este chiar comun să găsiți fibre de carbon în:

• Instrumente muzicale
• Mobila
• Artă
• Elemente structurale ale clădirilor
• Poduri
• Lame de turbină eoliană

 gilaxia / Getty Images

Dacă s-ar putea spune că fibra de carbon ar avea detracții, ar fi costul de producție. Fibra de carbon nu este ușor produsă în masă și, prin urmare, este foarte scumpă. O bicicletă din fibră de carbon va circula cu ușurință în mii de dolari, iar utilizarea sa în automobile este încă limitată la mașini de curse exotice. Fibra de carbon este populară în aceste articole, iar altele se datorează raportului greutate-rezistență și rezistenței sale la flacără, atât de mult încât există o piață pentru sintetici care arată ca fibra de carbon. Cu toate acestea, imitațiile sunt adesea numai parțial din fibră de carbon sau pur și simplu din plastic pentru a arăta ca fibra de carbon. Acest lucru se întâmplă adesea în carcase de protecție post-piață pentru computere și alte electronice mici de consum.

Un aspect negativ este că piesele și produsele din fibră de carbon, dacă nu sunt deteriorate, vor dura aproape literal pentru totdeauna. Acest lucru le face o investiție bună pentru consumatori și menține produsele în circulație. De exemplu, dacă un consumator nu este dispus să plătească pentru un set de noi cluburi de golf din fibră de carbon, există șanse ca aceste cluburi să apară pe piața secundară folosită..

Fibra de carbon este adesea confundată cu fibra de sticlă și, deși există similitudini în fabricare și unele crossover la produsele finale, cum ar fi mobilierul și modelele de automobile, acestea sunt diferite. Fibra de sticlă este un polimer care este consolidat cu șuvițe țesute din sticlă de silice, mai degrabă decât carbon. Compozițiile din fibre de carbon sunt mai puternice, în timp ce fibra de sticlă are mai multă flexibilitate. Și ambele au diverse compoziții chimice care le fac mai potrivite pentru diferite aplicații.

Reciclarea fibrei de carbon este foarte dificilă. Singura metodă disponibilă pentru reciclarea completă este un proces numit depolimerizare termică, în care produsul din fibră de carbon este supraîncălzit într-o cameră fără oxigen. Carbonul eliberat poate fi apoi securizat și reutilizat și orice material de lipire sau armat care a fost utilizat (epoxid, vinil, etc.) este ars. Fibra de carbon poate fi, de asemenea, descompusă manual la temperaturi mai scăzute, dar materialul rezultat va fi mai slab din cauza fibrelor scurtate și, prin urmare, este probabil să nu fie utilizat în cea mai ideală aplicare a acestuia. De exemplu, o bucată mare de tub care nu mai este utilizată poate fi împărțită, iar părțile rămase utilizate pentru carcase, serviete sau mobilier.

Fibra de carbon este un material incredibil de folosit în compozite și va continua să crească cota de piață a producției. Pe măsură ce sunt dezvoltate economic mai multe metode de producere a compozitelor din fibră de carbon, prețul va continua să scadă și mai multe industrii vor profita de acest material unic.