O que é fabricação de fibra de carbono?
A fabricação de fibra de carbono é o processo de criação de plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP). Os produtos feitos de fibra de carbono oferecem uma das mais altas relações resistência / peso de qualquer material e também oferecem propriedades térmicas e condutoras superiores. Essa alta resistência e baixo peso tornam a fabricação de fibra de carbono uma escolha popular nas indústrias aeroespacial, marítima e de artigos esportivos. Certas misturas de materiais de fibra de carbono também podem ser chamadas de grafite.
O processo de fabricação de fibra de carbono começa quando os produtores processam matérias-primas em filamentos finos de carbono. Eles começam com uma base de alcatrão de carvão, ou breu, que é usada para fabricar produtos de fibra de carbono de baixo custo. Para produtos de alta qualidade, os fabricantes começam com um material base de poliacrilonitrila, que consiste em propileno e amônia. Após esse material de base ter sido aquecido várias vezes, ele muda drasticamente as estruturas. Eventualmente, o material se transforma em uma cadeia de moléculas de carbono, e todas as outras moléculas desaparecem.
Essas moléculas de carbono são misturadas com produtos químicos e sujeitas a um processo conhecido como fiação úmida. Durante a fiação úmida, a mistura de carbono líquido passa por uma matriz conhecida como fieira, que possui muitos orifícios minúsculos. A fieira forma o material em filamentos finos e longos de carbono. Ao misturar esses filamentos com epóxi ou outras resinas, os fabricantes podem produzir CFRP.
A produção de fibra de carbono é bastante precisa e até uma pequena alteração durante a produção pode afetar a qualidade do produto. Cada instalação de fabricação de fibra de carbono utiliza sua própria mistura única de materiais básicos, produtos químicos e faixas de temperatura durante todo esse processo de fabricação. Isso leva a diferenças sutis entre os materiais de fibra de carbono de um fabricante para o outro.
Os fabricantes moldam a fibra de carbono em uma variedade de produtos usando vários tipos de processos de fabricação. Eles podem criar moldes de fibra de vidro ou metal para fundir peças individuais. Os plásticos reforçados com fibra de carbono derretida são frequentemente revestidos com folhas de malha para maior resistência e estabilidade durante o processo de moldagem. As empresas também podem extrudir plásticos de fibra de carbono derretida através de uma matriz de aço para formar formas diferentes.
Desde sua invenção, em meados do século XX, a fabricação de fibra de carbono tem sido usada para produzir aeronaves, barcos e automóveis. Desde então, também tem sido amplamente utilizado para produzir artigos esportivos, como bicicletas, raquetes de tênis e tacos de ouro. No início do século XXI, o setor de energia eólica havia se tornado o maior consumidor mundial de fibra de carbono, usada na fabricação de turbinas eólicas em larga escala.