Fibra de carbono en aplicaciones aeroespaciales

La industria aeroespacial es una industria llena de cambios e innovación. Los ingenieros aeroespaciales han estado trabajando para hacer que los vuelos sean más seguros y sostenibles, lo que ha llevado al uso de materiales compuestos de fibra de carbono en aviones, helicópteros e incluso transbordadores espaciales.

La fibra de carbono es un material compuesto por átomos de carbono dispuestos en cristales largos y delgados. La disposición de estos cristales hace que la fibra de carbono sea extremadamente fuerte para su grosor, que es menor que el de un cabello humano. La fibra de carbono combinada con epoxi crea un material compuesto ligero y resistente que se utiliza ampliamente en muchas industrias.

Ventajas de la fibra de carbono en la industria aeroespacial

La fibra de carbono es un material único que se puede moldear con epoxi en casi cualquier forma, incluidas las que no se pueden lograr con metales o sin soldar varias piezas y crear puntos débiles. Debido a esto, la fibra de carbono es un material versátil para ser utilizado en la industria aeroespacial en cualquier lugar, desde asientos hasta marcos. Pero, ¿por qué utilizar compuestos de fibra de carbono en la industria aeroespacial? Estas son algunas de las ventajas de la fibra de carbono cuando se trata de aplicaciones aeroespaciales:

Ligero

Quizás una de las mayores ventajas de la fibra de carbono para aplicaciones aeroespaciales es su ligereza. El peso en la industria aeroespacial es importante porque juega un papel importante en el consumo de combustible. Cuanto más liviano es un avión, helicóptero o transbordador espacial, menos combustible se necesita para llevarlo al aire. Además, los aviones más livianos pueden viajar más lejos con menos combustible, lo que significa menos o ninguna parada para reabastecimiento de combustible. El consumo de combustible es un factor extremadamente importante en los costos, así como en la conciencia ambiental.

Durable

La relación resistencia-peso de la fibra de carbono es asombrosa. Tiene una alta resistencia a la tracción, lo que significa que es increíblemente resistente a la rotura bajo tensión. En la industria aeroespacial, los componentes de fibra de carbono pueden ayudar a mejorar la supervivencia a los accidentes.

Compuestos híbridos de metales

Un inconveniente de la fibra de carbono en la industria aeroespacial es que no es conductora; es decir, no conduce electricidad. Los aviones a menudo están sujetos a los rayos, por lo que sus capas exteriores deben poder conducir la electricidad para disipar la electricidad de los rayos y proteger a cualquier persona dentro del plan. Actualmente, la fibra de carbono se puede incrustar con alambre de metal conductor, papel de aluminio y malla para ayudar con la conductividad. Sin embargo, se están desarrollando nuevas aplicaciones que involucran materiales compuestos híbridos para hacer que la fibra de carbono sea conductora sin comprometer otras ventajas.

Resistente a la corrosión

Cuando ciertos metales entran en contacto, pueden corroerse entre sí. La fibra de carbono no causa corrosión en contacto con metales ni en sí misma. Esto significa que el uso de fibra de carbono en la industria aeroespacial puede mejorar la longevidad de las piezas metálicas.

Resistente a productos químicos

La fibra de carbono también es bastante resistente a la exposición química. No se debilitará, corroerá ni se desmoronará como otros materiales cuando se exponga a productos químicos fuertes.

Resistente a la temperatura

La mayoría de los metales se expanden y contraen en función de la temperatura del entorno en el que se encuentran. En la industria aeroespacial, las piezas metálicas están sujetas a cambios de temperatura extremadamente drásticos en unos pocos minutos durante el despegue y el aterrizaje. Los materiales compuestos como la fibra de carbono no se expanden ni contraen de manera tan drástica cuando están sujetos a cambios rápidos de temperatura, lo que los hace más duraderos que los metales.

Piezas de fibra de carbono en la industria aeroespacial

Hoy en día, diferentes materiales compuestos constituyen alrededor del 40% de los aviones modernos. Pero, ¿dónde estamos usando compuestos de fibra de carbono en aviones?

La fibra de carbono se ha utilizado en casi todas partes en aviones, sobre todo aviones. Por ejemplo, el avión de pasajeros Boeing 787 Dreamliner está compuesto en un 50% por peso de material compuesto, siendo la mayor parte del material compuesto laminado de fibra de carbono o sándwich de fibra de carbono. Los materiales de fibra de carbono forman el fuselaje, o cuerpo principal, del avión, así como partes de las alas y la cola. Boeing señala que, además de la eficiencia del combustible, el uso de carbono y otros materiales compuestos permite un menor mantenimiento ya que no se corroen ni se fatigan como lo hacen los metales. Menos mantenimiento significa más tiempo de vuelo, lo que hace que los aviones de fibra de carbono sean más rentables.

La fibra de carbono también se usa para reemplazar partes metálicas en helicópteros, como las palas del rotor y la cola. También se aplica para gabinetes de instrumentos, puertas y componentes interiores como asientos. Si bien es posible que el uso de fibra de carbono en formas más pequeñas no parezca que marca una gran diferencia, la diferencia de peso puede sumarse cuando se eliminan los materiales más pesados. Además, debido a la resistencia de la fibra de carbono a la corrosión y la fatiga, su uso para gabinetes de instrumentos prolonga el uso de esos instrumentos y los protege de daños.

Soluciones de fundición de fibra de carbono de PCMI

Una barrera para la fibra de carbono suele ser su costo. Sin embargo, PCMI Manufacturing ofrece un proceso único de fundición de fibra de carbono que utiliza material de menor costo y velocidades de ciclo más rápidas. En promedio, nuestro proceso genera un ahorro de costos del 20-30% en comparación con los métodos de producción convencionales.

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