¿Qué es la fabricación de fibra de carbono?
La fabricación de fibra de carbono es el proceso de creación de plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP). Los productos hechos de fibra de carbono ofrecen una de las relaciones de resistencia a peso más altas de cualquier material, y también ofrecen propiedades térmicas y conductoras superiores. Esta alta resistencia y bajo peso hacen que la fabricación de fibra de carbono sea una opción popular en las industrias aeroespacial, marina y de artículos deportivos. Ciertas mezclas de materiales de fibra de carbono también pueden denominarse grafito.
El proceso de fabricación de fibra de carbono comienza cuando los productores procesan las materias primas en finas hebras de carbono. Comienzan con una base de alquitrán de hulla, o brea, que se utiliza para fabricar productos de fibra de carbono de baja calidad. Para los productos de alta calidad, los fabricantes comienzan con un material base de poliacrilonitrilo, que consiste en propileno y amoníaco. Después de que este material base se haya calentado varias veces, cambia drásticamente las estructuras. Finalmente, el material se transforma en una cadena de moléculas de carbono, y todas las demás moléculas desaparecen.
Estas moléculas de carbono se mezclan con productos químicos y están sujetas a un proceso conocido como hilatura húmeda. Durante la hilatura húmeda, la mezcla de carbono líquido pasa a través de un troquel conocido como hilera, que presenta muchos agujeros pequeños. La hilera forma el material en filamentos largos y delgados de carbono. Al mezclar estos filamentos con epoxi u otras resinas, los fabricantes pueden producir CFRP.
La producción de fibra de carbono es bastante precisa, e incluso un pequeño cambio durante la producción puede afectar la calidad del producto. Cada instalación de fabricación de fibra de carbono utiliza su propia combinación única de materiales base, productos químicos y rangos de temperatura a lo largo de este proceso de fabricación. Esto lleva a diferencias sutiles entre los materiales de fibra de carbono de un fabricante a otro.
Los fabricantes transforman la fibra de carbono en una variedad de productos utilizando varios tipos de procesos de fabricación. Pueden crear moldes de fibra de vidrio o metal para fundir piezas individuales. Los plásticos fundidos reforzados con fibra de carbono a menudo se colocan en capas con láminas de malla para mayor resistencia y estabilidad durante el proceso de moldeo. Las empresas también pueden extruir plásticos de fibra de carbono fundidos a través de un troquel de acero para formar diferentes formas.
Desde su invención a mediados del siglo XX, la fabricación de fibra de carbono se ha utilizado para producir aviones, barcos y automóviles. Desde entonces, también se ha utilizado ampliamente para producir artículos deportivos como bicicletas, raquetas de tenis y clubes de oro. A principios del siglo XXI, la industria de la energía eólica se había convertido en el mayor consumidor mundial de fibra de carbono, que se utiliza para fabricar turbinas eólicas a gran escala.