¿Qué Son los Compuestos CRFP y Por Qué Son Útiles?

Los compuestos poliméricos reforzados con fibra de carbono (CFRP) son materiales ligeros y resistentes utilizados en la fabricación de numerosos productos utilizados en nuestra vida diaria. Es un término utilizado para describir un material compuesto reforzado con fibra que utiliza fibra de carbono como componente estructural primario. Cabe señalar que la " P "en CFRP también puede significar" plástico "en lugar de "polímero"."

En general, los materiales compuestos de CFRP usan resinas termoendurecibles tales como epoxi, poliéster o éster vinílico. Aunque las resinas termoplásticas se usan en Compuestos de CFRP ,los" Compuestos Termoplásticos reforzados con Fibra de Carbono " a menudo se conocen por sus propias siglas, compuestos de CFRTP.

Al trabajar con materiales compuestos o dentro de la industria de los materiales compuestos, es importante comprender los términos y acrónimos. Más importante aún, es necesario comprender las propiedades de los compuestos de FRP y las capacidades de los diversos refuerzos, como la fibra de carbono.

Propiedades de los Compuestos de CFRP

Los materiales compuestos, reforzados con fibra de carbono, son diferentes de otros compuestos de FRP que utilizan materiales tradicionales como fibra de vidrio o fibra de aramida. Las propiedades de los compuestos de CFRP que son ventajosas incluyen:

Peso Ligero: Un compuesto reforzado con fibra de vidrio tradicional que usa fibra de vidrio continua con una fibra de vidrio al 70% (peso de vidrio / peso total), tendrá comúnmente una densidad de .065 libras por pulgada cúbica.

Mientras tanto, un material compuesto de CFRP, con el mismo 70% de peso de fibra, podría tener típicamente una densidad de .055 libras por pulgada cúbica.

Aumento de la Fuerza: Los compuestos de fibra de carbono no solo son más livianos, sino que los compuestos de CFRP son mucho más fuertes y rígidos por unidad de peso. Esto es cierto cuando se comparan los compuestos de fibra de carbono con la fibra de vidrio, pero aún más cuando se comparan con los metales.

Por ejemplo, una regla general decente al comparar el acero con los compuestos de CFRP es que una estructura de fibra de carbono de igual resistencia a menudo pesará 1/5 de la del acero. Puede imaginar por qué las compañías automotrices están investigando el uso de fibra de carbono en lugar de acero.

Al comparar los compuestos de CFRP con el aluminio, uno de los metales más ligeros utilizados, una suposición estándar es que una estructura de aluminio de igual resistencia probablemente pesaría 1,5 veces la de la estructura de fibra de carbono.

Por supuesto, hay muchas variables que podrían cambiar esta comparación. El grado y la calidad de los materiales pueden ser diferentes, y con los compuestos, el proceso de fabricación, la arquitectura de la fibra y la calidad deben tenerse en cuenta.

Desventajas de los Compuestos de CFRP

Coste: Aunque es un material increíble, hay una razón por la cual la fibra de carbono no se usa en todas las aplicaciones. Por el momento, los compuestos de CFRP tienen un costo prohibitivo en muchos casos. Dependiendo de las condiciones actuales del mercado (oferta y demanda), el tipo de fibra de carbono (aeroespacial frente a grado comercial) y el tamaño de la estopa de fibra, el precio de la fibra de carbono puede variar drásticamente.

La fibra de carbono cruda en una base de precio por libra puede ser entre 5 y 25 veces más cara que la fibra de vidrio. Esta disparidad es aún mayor cuando se compara el acero con los compuestos de CFRP.

Conductividad: Esto puede ser tanto una ventaja para los compuestos de fibra de carbono como una desventaja dependiendo de la aplicación. La fibra de carbono es extremadamente conductora, mientras que la fibra de vidrio es aislante. Muchas aplicaciones usan fibra de vidrio y no pueden usar fibra de carbono o metal, estrictamente debido a la conductividad.

Por ejemplo, en la industria de servicios públicos, se requiere que muchos productos usen fibras de vidrio. También es una de las razones por las que las escaleras usan fibra de vidrio como rieles de escalera. Si una escalera de fibra de vidrio entrara en contacto con una línea eléctrica, las posibilidades de electrocución son mucho menores. Este no sería el caso con una escalera de CFRP.

Aunque el costo de los compuestos de CFRP sigue siendo alto, los nuevos avances tecnológicos en la fabricación continúan permitiendo productos más rentables. Con suerte, en nuestra vida, podremos ver fibra de carbono rentable utilizada en una amplia gama de aplicaciones de consumo, industriales y automotrices.