¿Cómo se fabrica la fibra de carbono?

La fibra de carbono, también conocida como fibra de grafito o grafito de carbono, está hecha de filamentos muy finos del elemento carbono. La fibra de carbono tiene una alta resistencia a la tracción y es muy fuerte para su tamaño. Además es un material muy ligero.

El diámetro de cada fibra es {{0}} micras. Para que te hagas una idea de lo pequeño que es, una micra equivale a 0,0001 mm. Un filamento de tela de araña tiene entre 3 y 8 micras de diámetro.

Características y aplicaciones
La fibra de carbono es dos veces más dura y cinco veces más resistente que el acero. Otra característica es su alto grado de resistencia química, resistencia a altas temperaturas y baja expansión térmica.

La fibra de carbono es un material de ingeniería importante en la fabricación de aviones, vehículos de alto rendimiento, equipamiento deportivo e instrumentos musicales.

Cómo se fabrica la fibra de carbono
La fibra de carbono está hecha de polímeros orgánicos. Estos polímeros están formados por largas cadenas de moléculas unidas entre sí por átomos de carbono. Aproximadamente el 90% de la fibra de carbono se fabrica mediante el proceso de poliacrilonitrilo (PAN). El 10% restante se elabora mediante procesos de rayón o betún de petróleo.

Los gases, líquidos y otros materiales utilizados en el proceso de fabricación producen ciertos efectos, calidades y grados de fibra de carbono. Los grados más altos de fibra de carbono con propiedades de módulo óptimas se utilizan en aplicaciones exigentes como la industria aeroespacial.

Los fabricantes de fibra de carbono varían en la combinación de materias primas que utilizan. A menudo tratan sus recetas específicas como secretos comerciales.

proceso de manufactura
Durante el proceso de fabricación, las materias primas llamadas precursores se introducen en largos haces de fibras. Luego, las fibras se tejen hasta formar una tela. También se pueden combinar con otros materiales, enrollar con filamentos o moldear en la forma y tamaño deseados.

El proceso de fabricación es el siguiente:
Girar. El PAN se mezcla con otros ingredientes y se hila hasta obtener fibras, que luego se lavan y se estiran.

Estabilizar. Cambios químicos para estabilizar los enlaces.

Carbonización. Las fibras estabilizadoras se calientan a temperaturas muy altas, formando cristales de carbono estrechamente unidos.

Trata la superficie. La superficie de la fibra se oxida para mejorar las propiedades de unión.

dimensionamiento. Las fibras se recubren y se enrollan en carretes. Luego se cargan en máquinas de hilar, que tuercen las fibras en hilos de diferentes tamaños.

Las fibras se pueden formar en materiales compuestos en lugar de tejerse en telas. Para formar el compuesto, se puede utilizar calor, presión o vacío para unir las fibras al polímero plástico.