Cómo se fabrica:el arte de la fabricación de fibra de carbono

No hay nada como la fibra de carbono. La fabricación de fibra de carbono es un método único y fascinante cuando se explora con mayor detalle.

Para aprender todo sobre la fibra de carbono, continúe leyendo a continuación.

La verdad sobre la fabricación de fibra de carbono

Como otros materiales, la fibra de carbono de calidad comienza con un componente base:poliacrilonitrilo (PAN). El 90% de las fibras de carbono están hechas de eso. El otro 10% - brea de petróleo o rayón.

Los fabricantes utilizan una variedad de líquidos y gases para fabricar fibra de carbono. Durante el hilado, el PAN de fabricación de fibra de carbono se mezcla con otros ingredientes para ser hilado en fibras. Luego, las fibras se lavarán y se estirarán.

Luego viene la estabilización. Durante este paso, las fibras se calientan durante 30-120 minutos a 390-590 ° F. Algunas cosas suceden durante esta etapa.

Primero, las fibras obtienen las moléculas de oxígeno del aire. Al hacerlo, el patrón de enlace atómico se reorganiza a lo largo de las reacciones químicas. Las técnicas y equipos utilizados en los procesos comerciales de estabilización varían de un proceso a otro.

Algunos procesos atraen las fibras a través de cámaras calentadas. Otros los pasan a través de rodillos calientes y materiales sueltos.

Después de la estabilización viene la carbonización. Las fibras estabilizadas se calientan en un horno sofocante de 1,830-5,500 ° F durante muchos minutos con una mezcla de gas sin oxígeno. La ausencia de oxígeno evita que las fibras se quemen.

Calentar las fibras hace que suelten sus átomos que no son de carbono e incluso algunos átomos de carbono. Eso toma la forma de gases como amoníaco, vapor de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno y más. Mientras los átomos que no son de carbono huyen, los átomos de carbono que quedan forman cristales de carbono estrechamente unidos.

Más de la ciencia detrás de la fibra de carbono

El proceso de fabricación no se detiene ahí.

Una vez que las fibras se carbonizan, la superficie se oxida un poco. Agregar átomos de oxígeno a la superficie permite más enlaces químicos. También raspa y graba la superficie para facilitar una mejor unión mecánica.

Los fabricantes oxidan las fibras poniéndolas en dióxido de carbono, aire, ozono u otros gases. O usan líquidos como ácido nítrico o hipoclorito de sodio.

Las fibras también se pueden convertir en el terminal positivo en un baño de materiales conductores de electricidad para recubrirlas electrolíticamente. En todo momento, los fabricantes deben controlar cuidadosamente el tratamiento de la superficie para evitar que se formen hoyos y otros pequeños defectos en la superficie. Estos podrían hacer que la fibra falle.

El paso final en el proceso de fabricación de fibra de carbono es el dimensionamiento. Ese es el proceso de recubrimiento de las fibras para protegerlas contra daños durante el tejido o el bobinado. Los materiales de revestimiento funcionan con el adhesivo utilizado en la fabricación de materiales compuestos.

Las fibras recubiertas se enrollan a mano en bobinas durante los mini pasos finales de elaboración de los productos hechos a mano. Finalmente, las bobinas giran dentro de la máquina y las fibras se convierten en hilo.

Un viaje de varios pasos

Como puede ver, el proceso de fabricación de fibra de carbono es un viaje cuidadoso y deliberado hacia la perfección de la fibra de carbono. Un avance bien planificado, calculado y altamente científico diseñado para la fibra de carbono.

Si su empresa desea que se fabrique algo de fibra de carbono hecha a mano de manera tan meticulosa como el proceso descrito anteriormente, solicite un presupuesto gratuito de SMI Composites hoy mismo.