Las ventajas de la fibra de carbono en la industria aeroespacial

El mercado mundial de fibra de carbono alcanzó un valor de $ 3.7 mil millones en 2020 y se espera que crezca a $ 8.9 mil millones para 2031.

La fibra de carbono tiene varias características que la convierten en uno de los materiales más útiles y versátiles disponibles en la actualidad.

El uso de fibra de carbono puede aportar muchos beneficios. Para saber por qué, sigue leyendo.

¿Qué es la fibra de carbono?

La fibra de carbono es un polímero formado por fibras entrelazadas. Estas fibras consisten en hebras que tienen un diámetro de aproximadamente 5 a 10 micrómetros, menos que el del cabello humano.

Cuando se tejen juntas, estas fibras dan tejido de fibra de carbono. Luego, la tela puede colocarse sobre un molde y cubrirse con resina o plástico para darle una forma permanente.

Ventajas de la fibra de carbono

Fuerza

Quizás la característica más conocida de la fibra de carbono es su resistencia. Normalmente puedo tener una resistencia máxima a la tracción de alrededor de 500 ksi (3,5 Gpa).

Para poner esto en perspectiva, el acero y el aluminio generalmente tienen una resistencia máxima a la tracción de 65 ksi y 125 ksi respectivamente.

Peso

La resistencia de la fibra de carbono ya es impresionante, pero cuando se tiene en cuenta el peso, realmente comienza a destacar.

En lo que respecta a los metales, el aluminio tiene una de las mejores relaciones resistencia-peso. La fibra de carbono es significativamente más resistente que el aluminio y pesa aproximadamente un 40% menos.

Esto lo convierte en un material increíblemente útil en la industria aeroespacial, ya que la resistencia y el peso son dos de los factores más importantes al diseñar piezas de aviones.

Un avión que usa fibra de carbono sobre aluminio puede pesar hasta un 20% menos. El material liviano significa una mejor eficiencia de combustible y se estima que por cada kilogramo reducido hay un ahorro de aproximadamente $ 1 millón en costos durante la vida útil de la aeronave.

Aerodinámica

El proceso de fabricación permite que las piezas de fibra de carbono sean muy complejas, pero muy suaves. Por lo tanto, las piezas se pueden optimizar mejor para la aerodinámica.

Esto ayuda a mejorar la eficiencia del combustible y significa que un avión será más rápido en general. La rigidez también es ideal para fabricar aviones con alas en flecha en aviones comerciales. Esto reduce la resistencia y puede reducir el consumo de combustible hasta en un 5%.

Resistencia a la corrosión

El acero contiene hierro, lo que hace que ciertos tipos sean susceptibles a la oxidación. El aluminio no se oxida, pero si se expone a la humedad y otros elementos externos durante mucho tiempo, puede comenzar a corroerse.

Algo que es muy útil para aplicaciones aeroespaciales, así como para otros usos, es que la fibra de carbono es completamente resistente tanto al óxido como a la corrosión.

Aplicaciones comunes

Debido a sus muchos beneficios, la fibra de carbono se ha convertido en un material común para usar en varias aplicaciones:

• Aeronaves
• Artículos deportivos (raquetas de tenis, palos de hockey, palos de golf, arcos y flechas de tiro con arco, etc.)
• Palas de turbina eólica
• Industria automotriz (Fórmula 1, NASCAR y automóviles de alta gama)
• Equipo médico (equipo de rayos X / imágenes y prótesis)

Más allá de las propiedades mecánicas, a veces se utilizará fibra de carbono simplemente por su apariencia. Esto es más común en automóviles de alta gama.

Qué necesita

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