El carbono un material que cada día utilizamos en la bicicleta, podemos comprender mejor este material al saber sus prestaciones.
La fibra de carbono
es
una fibra sintética constituida por finos
filamentos de 5–10 μm de
diámetro y compuesto principalmente por carbono. Cada
filamento de carbono es la unión de muchas miles de fibras de carbono. Se trata
de una fibra sintética porque se fabrica a partir del poliacrilonitrilo. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es
tan ligera como la madera o el plástico. Por su dureza tiene mayor resistencia al impacto
que el acero.
La estructura atómica de la fibra de carbono es similar a la del grafito, consistente en láminas de átomos de carbono ordenados en un patrón regular hexagonal. La diferencia está en la manera en que esas hojas se entrecruzan. El grafito es un materialcristalino en donde las hojas se sitúan paralelamente unas a otras de manera regular. Las uniones químicas entre las hojas es relativamente débil, lo que proporciona al grafito su blandura y brillo característicos. La fibra de carbono es un material amorfo: las láminas de átomos de carbono se colocan al azar, apretadas o juntas. Esta integración de las láminas de carbono es responsable de su alta resistencia.
La densidad de la fibra de carbono es de 1.750 kg/m3. Es conductor eléctrico y de alta conductividad térmica. Al calentarse, un filamento de carbono se hace más grueso y corto.
Su densidad lineal (masa por unidad de longitud, con la unidad * 1 tex = 1 g/1000
m) o por el número de filamentos por yarda, en miles.
Las propiedades principales de este material compuesto son:
- Muy elevada resistencia mecánica, con un módulo de elasticidad elevado.
- Baja densidad, en comparación con otros elementos como por ejemplo el acero.
- Elevado precio de producción (por la gran cantidad de defectos y de rechazos de calidad, magnitud del 10% correcto, pues un fallo en una pieza, es tirarla toda, o carísima reparación).
- Resistencia a agentes externos.
- Gran capacidad de aislamiento térmico.
- Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma, sólo si se utiliza matriz termoestable.
Las razones del elevado precio de los materiales realizados con fibra de carbono se deben a varios factores:
- El refuerzo, fibra, es un polímero sintético que requiere un caro y largo proceso de producción. Este proceso se realiza a alta temperatura -entre 1100 y 2500 °C- en atmósfera de hidrógeno durante semanas o incluso meses dependiendo de la calidad que se desee obtener, ya que pueden realizarse procesos para mejorar algunas de sus características una vez se ha obtenido la fibra.
- El uso de materiales termoestables dificulta el proceso de creación de la pieza final, ya que se requiere de un complejo utillaje especializado, como el hornoautoclave.
La marca Look en su web realiza un resumen del carbono, información que es interesante conocer:
Distintos tipos de fibras :
HR : Alta Resistencia. Fibras obtenidas mediante la carbonización más corta. Su rigidez es la más baja de entre todas las fibras pero se benefician de una buena resistencia a la ruptura lo que lo convierte en un componente útil para la fiabilidad de los productos. Los productos fabricados únicamente con fibras HR son más pesados puesto que se precisa más material para conseguir la rigidez deseada.
HM : Alto Modulo. Fibras «gama alta». Su rigidez es muy elevada, aproximadamente el doble de la rigidez de las HR. No obstante estas fibras han de ser empleadas debidamente puesto que pueden generar productos más quebradizos. Las fibras HM ofrecen la posibilidad de aumentar la rigidez con poco peso.
IM : Fibras Intermedias. Son un buen complemento para las HM et HR.
Existen 2 formas de láminas de carbono preimpregnadas:
Fibras tejidas o trenzadas en direcciones múltiples.
Los hilos de carbono se tejen haciendo motivos diferentes según el uso. A menudo estas láminas se colocan en el exterior de los productos moldeados ya que ofrecen la posibilidad de conseguir un mantenimiento homogéneo de los productos y una mayor estética.
Las láminas de fibras unidireccionales también llamadas UD
Los hilos de carbono de la lámina vienen todos orientados hacia la misma dirección. Al igual que un tubo o cualquier otro producto en carbono, las láminas se componen de una sucesión de capas.
Uno de los principales secretos de fabricación y una de las bazas de LOOK residen en la selección de la orientación de las fibras por cada capa, lo que ofrece la posibilidad de conseguir las características deseadas por cada pieza fabricada.
• Ensamblaje de hoja de carbono
Fibras de carbono tejidas
información Look http://www.lookcycle.com/es/uk/look-cycle/technologies/carbone.html
