fibra carbono

FIBRA DE CARBONO
El material que vamos a usar principalmente en este proyecto es la fibra de carbono, por ello debemos conocer sus propiedades y características.
Es en 1879, cuando por primera vez, Thomas Edison realizara los primeros experimentos con filamentos de carbono para probar su resistencia en la fabricación de la bombilla. Sucesivas investigaciones, realizadas en 1958, tambiéndemostraron la gran resistencia a la tracción que presentan muchos hilos o filamentos de carbono unidos en forma de hebra, que reciben el nombre de fibra de carbono. En los años 60, en Inglaterra, comienza su utilización en la fabricación de aviones, satélites y barcos del Ministerio de Defensa. Actualmente, entre los diferentes materiales empleados en la fabricación de vehículos, la fibra decarbono es, sin duda, uno de los que mejores prestaciones proporciona gracias a sus extraordinarias propiedades: es más fuerte que el acero, más ligero que el aluminio y tan rígido como el titanio.
La fibra de carbono pertenece al grupo de los materiales compuestos, es decir, está creado a partir de la unión de dos o más componentes, que dan lugar a uno nuevo con propiedades y cualidades superiores,que no tenían dichos componentes independientemente
La fibra de carbono se compone de un tejido de miles de fibras de 50.-10 micras de diámetro, compuestas de átomos de carbono, las cuales están trenzadas entre sí y componen un hilo (refuerzo). Este aporta flexibilidad y resistencia al material. Los átomos de carbono están unidos entre sí en cristales que se sitúan alineados paralelamenteal eje longitudinal de la fibra. La estructura atómica de la fibra de carbón es muy parecida a la del grafito, que consiste en láminas de átomos de carbono dispuestos siguiendo un patrón hexagonal regular.
La fibra de carbono por sí sola no tiene utilidad; necesita de otros materiales, como las resinas y los endurecedores o catalizadores
para formar un material compuesto, denominado “CFRP”(plásticos Reforzado con Fibra de Carbono).
Al refuerzo se le añade una resina termoestable (matriz), casi siempre de tipo epoxi, que al solidificarse actúa de unión de las fibras, protegiéndolas y transfiriendo la carga por todo el material; esto sucede gracias a un agente endurecedor que ayuda a convertir la resina en un plástico duro. Esta resina tiene una gran dureza, es muy buenaadherencia, resiste a la temperatura, a la corrosión y a los agentes atmosféricos y químicos.
De la combinación de estos tres componentes, se obtiene las propiedades mecánicas del nuevo material, pues aunque la malla de hilos de carbono, constituye por sí sola un elemento resistente, necesita combinarse con la resina para que la proteja de factores externos y esfuerzos físicos.
El refuerzo (tejido defibras de carbono) procede de una mezcla de polímeros por eso decimos que es una fibra sintética, el más utilizado, conocido como el material precursor, es el PAN (poliacrilonitrilo), el cual normalmente está combinado con otros polímeros derivados del petróleo.
El PAN es una fibra de plástico formado por largas cadenas de moléculas de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno. Cuando se calientael PAN en correctas condiciones de temperatura, las cadenas de moléculas de carbono se juntan mientras los demás se separan, los átomos de carbono cambian la distribución y forman una estructura estable de anillos fuertemente unidos.
Mediante un nuevo calentamiento, los anillos se juntan en “listones” de hexágonos de átomos de carbono muy flexibles. La unión flexible de los listones evita que sedeslicen y ayuda en el incremento de la resistencia del material.
En síntesis, la fibra de carbono se produce pos la quema controlada de oxígeno nitrógeno y otros elementos, dejando solamente el carbono en el material.
Algunos fabricantes, utilizan precursores de rayón, proveniente de la celulosa y precursores de alquitrán, lo que abarata el material en comparación con el PAN pero son menos...