Os tubos de fibra de carbono são ideais tanto para os amadores quanto para os profissionais da indústria. Usando a rigidez do fibras de carbono, uma estrutura tubular extremamente rígida, porém leve, pode ser usada em uma ampla gama de aplicações.
Fibra de carbono os tubos podem substituir o aço, mas na maioria das vezes substituem o alumínio. Em muitos casos, um tubo de fibra de carbono pode pesar 1/3 de um tubo de alumínio e ainda ter as mesmas ou melhores características de resistência. Por esse motivo, os tubos reforçados com fibra de carbono são frequentemente encontrados em aplicações leves, que são cruciais, como aeroespacial, carros de corrida e esportes recreativos.
As formas mais comuns de perfis tubulares de fibra de carbono são quadrados, retângulos e circulares. Os perfis retangulares e quadrados são comumente referidos como "viga de caixa". Vigas de caixa de fibra de carbono fornecem excelente rigidez a uma estrutura e simulam duas vigas em I paralelas.
Aplicações de tubos de fibra de carbono
Qualquer aplicação em que o peso seja crucial, a mudança para a fibra de carbono será benéfica. A seguir estão alguns dos usos mais comuns de tubos de fibra de carbono:
- Vigas e longarinas aeroespaciais
- Componentes estruturais da Fórmula 1
- Veios de flecha
- Tubos de bicicleta
- Remo para caiaque
Fabricação de tubos de fibra de carbono
Estruturas compostas ocas podem ser difíceis de fabricar. Isso ocorre porque a pressão precisa ser aplicada tanto no lado interno quanto no externo do laminado. Mais frequentemente, os tubos de fibra de carbono com um perfil contínuo são fabricados por pultrusão ou enrolamento de filamento.
Os tubos pultrudados são, de longe, o método mais econômico de fabricação contínua composto perfis. Ao pulsar um tubo oco, é necessário um "mandril flutuante". Uma haste de aço cromado está firmemente afixada no lado da matriz onde a matéria-prima entra. O material de montagem está longe o suficiente para não interferir com a fibra impregnada quando ela entra no molde.
O espaço entre o mandril e a matriz determinará a espessura da parede do tubo de fibra de carbono.
Os tubos de fibra de carbono pultrudantes permitem a produção de tubos de praticamente qualquer comprimento. O transporte do tubo é geralmente a restrição de comprimento. Na pultrusão, a maior parte da fibra corre na direção do tubo. Isso cria um tubo com uma tremenda rigidez, mas não muita força no aro ou força transversal.
Tubos de fibra de carbono enrolados em filamentos
Para maior resistência e propriedades em todas as direções, o enrolamento de filamentos é um método eficaz na fabricação de tubos de fibra de carbono. Os tubos de enrolamento de filamento são econômicos e têm excelentes propriedades; no entanto, a maior limitação é baseada no comprimento da máquina de enrolamento.
Outros processos de fabricação
A pultrusão e o enrolamento de filamentos, embora o mais comum, não é a única maneira de fabricar tubos de fibra de carbono. Moldagem de bexiga, compressão, infusão a vácuo e processamento de autoclave são todos os métodos para fabricar tubos de fibra de carbono. Cada um tem sua própria vantagem e desvantagem também.