Fibra de carbono Os Compósitos de Polímeros Reforçados (CFRP) são materiais leves e fortes usados na fabricação de vários produtos usados em nossa vida diária. É um termo usado para descrever um componente reforçado com fibra. material compósito que usa fibra de carbono como componente estrutural primário. Deve-se notar que o "P" no CFRP também pode significar "plástico" em vez de "polímero".
Em geral, os compósitos de CFRP usam resinas termoendurecíveis, como epóxi, poliéster ou éster vinílico. Apesar resinas termoplásticas são usados em compósitos CFRP, "compósitos termoplásticos reforçados com fibra de carbono" geralmente seguem seu próprio acrônimo, compósitos CFRTP.
Ao trabalhar com compósitos ou na indústria de compósitos, é importante entender os termos e acrônimos. Mais importante, é necessário entender o propriedades de compósitos de FRP e capacidades dos vários reforços, como fibra de carbono.
Propriedades dos compósitos CFRP
Os materiais compósitos, reforçados com fibra de carbono, são diferentes de outros compósitos de FRP usando materiais tradicionais, como fibra de vidro ou
fibra de aramida. As propriedades dos compostos CFRP que são vantajosas incluem:Peso leve: Um tradicional compósito reforçado com fibra de vidro o uso de fibra de vidro contínua com uma fibra de vidro de 70% (peso de vidro / peso total) geralmente terá uma densidade de 0,065 libras por polegada cúbica.
Enquanto isso, um composto de CFRP, com o mesmo peso de fibra de 70%, pode normalmente ter uma densidade de 0,055 libras por polegada cúbica.
Força aumentada: Os compósitos de fibra de carbono não são apenas mais leves, mas os compósitos de CFRP são muito mais fortes e mais rígidos por unidade de peso. Isso é verdade ao comparar compósitos de fibra de carbono com fibra de vidro, mas ainda mais quando comparado a metais.
Por exemplo, uma regra prática decente ao comparar aço com compósitos de CFRP é que uma estrutura de fibra de carbono de igual resistência geralmente pesa 1/5 da de aço. Você pode imaginar por que as empresas automotivas estão investigando o uso de fibra de carbono em vez de aço.
Ao comparar os compósitos de CFRP com o alumínio, um dos metais mais leves utilizados, uma suposição padrão é que uma estrutura de alumínio de igual resistência provavelmente pesaria 1,5 vezes a da fibra de carbono estrutura.
Obviamente, existem muitas variáveis que podem mudar essa comparação. O grau e a qualidade dos materiais podem ser diferentes e, nos compósitos, a processo de manufatura, arquitetura de fibra e a qualidade precisam ser levadas em consideração.
Desvantagens dos compósitos CFRP
Custo: Embora seja um material incrível, há uma razão pela qual a fibra de carbono não é usada em todas as aplicações. No momento, os compósitos CFRP são proibitivos em muitos casos. Dependendo das condições atuais do mercado (oferta e demanda), o tipo de fibra de carbono (aeroespacial vs. comercial) e o tamanho da fibra, o preço da fibra de carbono pode variar drasticamente.
A fibra de carbono bruta, com base no preço por libra, pode ser de 5 a 25 vezes mais cara que a fibra de vidro. Essa disparidade é ainda maior ao comparar aço com compósitos de CFRP.
Condutividade: Isso pode ser uma vantagem para os compósitos de fibra de carbono ou uma desvantagem, dependendo da aplicação. A fibra de carbono é extremamente condutora, enquanto a fibra de vidro é isolante. Muitos aplicações usam fibra de vidro, e não pode usar fibra de carbono ou metal, estritamente por causa da condutividade.
Por exemplo, na indústria de serviços públicos, muitos produtos são necessários para usar fibras de vidro. É também uma das razões pelas quais as escadas usam fibra de vidro como trilhos da escada. Se uma escada de fibra de vidro entrar em contato com uma linha de energia, as chances de eletrocussão são muito menores. Este não seria o caso de uma escada de CFRP.
Embora o custo dos compósitos de CFRP ainda permaneça alto, novos avanços tecnológicos na fabricação continuam a permitir produtos mais econômicos. Esperançosamente, em nossa vida, poderemos ver fibra de carbono econômica usada em uma ampla gama de aplicações de consumo, industriais e automotivas.