Cos'è la produzione di fibre di carbonio?
La produzione di fibra di carbonio è il processo di creazione di plastica rinforzata con fibra di carbonio (CFRP). I prodotti realizzati in fibra di carbonio offrono uno dei rapporti resistenza-peso più elevati di qualsiasi materiale e offrono anche proprietà termiche e conduttive superiori. Questa elevata resistenza e il peso ridotto rendono la produzione di fibra di carbonio una scelta popolare nei settori aerospaziale, marittimo e sportivo. Alcune miscele di materiali in fibra di carbonio possono anche essere definite grafite.
Il processo di produzione della fibra di carbonio inizia mentre i produttori trasformano le materie prime in sottili fili di carbonio. Iniziano con una base di catrame di carbone, o pece, che viene utilizzata per realizzare prodotti in fibra di carbonio di fascia bassa. Per prodotti di alta qualità, i produttori iniziano con un materiale base di poliacrilonitrile, che è costituito da propilene e ammoniaca. Dopo che questo materiale di base è stato riscaldato più volte, cambia radicalmente le strutture. Alla fine, il materiale si trasforma in una catena di molecole di carbonio e tutte le altre molecole cadono via.
Queste molecole di carbonio sono miscelate con sostanze chimiche e soggette a un processo noto come filatura a umido. Durante la filatura a umido, la miscela di carbonio liquido passa attraverso uno stampo noto come una filiera, che presenta molti piccoli fori. La filiera forma il materiale in filamenti di carbonio lunghi e sottili. Miscelando questi filamenti con resina epossidica o altre resine, i produttori possono produrre CFRP.
La produzione di fibra di carbonio è abbastanza precisa e anche un piccolo cambiamento durante la produzione può influire sulla qualità del prodotto. Ogni struttura di produzione in fibra di carbonio utilizza la propria miscela unica di materiali di base, prodotti chimici e intervalli di temperatura durante questo processo di produzione. Ciò porta a sottili differenze tra i materiali in fibra di carbonio da un produttore all'altro.
I produttori modellano la fibra di carbonio in una varietà di prodotti utilizzando diversi tipi di processi produttivi. Possono creare stampi in vetroresina o metallo per fondere singole parti. Le materie plastiche rinforzate con fibra di carbonio fusa sono spesso stratificate con fogli di rete per una maggiore resistenza e stabilità durante il processo di stampaggio. Le aziende possono anche estrudere materie plastiche in fibra di carbonio fuse attraverso una matrice in acciaio per formare forme diverse.
Dalla sua invenzione a metà del 20 ° secolo, la produzione di fibra di carbonio è stata utilizzata per la produzione di aeromobili, barche e automobili. Da quel momento, è stato anche ampiamente utilizzato per produrre articoli sportivi come biciclette, racchette da tennis e club d'oro. All'inizio del 21 ° secolo, l'industria dell'energia eolica era diventata il più grande consumatore al mondo di fibra di carbonio, che viene utilizzato per produrre turbine eoliche su larga scala.