Un laminado de fibra de carbono típico esta formado por varios componentes que trabajan juntos para crear un material resistente, rígido y ligero que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones en la industria aeroespacial, automotriz, deportiva y recreativa, entre otras. Los componentes principales son los siguientes:
- Tejido de fibra de carbono: La tela de fibra de carbono es la capa principal del laminado y proporciona la resistencia y rigidez característica del material. La tela de fibra de carbono está compuesta por hilos o filamentos de carbono entrelazados para formar una estructura resistente y liviana.
- Resina: La resina es un material que se utiliza para unir las capas de la tela de fibra de carbono y proporcionar una superficie lisa y uniforme. La resina también ayuda a mejorar la resistencia a la abrasión y la humedad del laminado.
- Agente de curado: El agente de curado es un catalizador que se mezcla con la resina para iniciar el proceso de curado. El proceso de curado convierte la resina en un material sólido y rígido, que es la base del laminado.
- Capa de liberación: La capa de liberación es una capa de material que se coloca sobre el laminado para evitar que se pegue al molde durante el proceso de curado.
- Núcleo: En algunos casos, el laminado de fibra de carbono puede incluir un núcleo de material ligero, como espuma o paneles de nido de abeja, para mejorar la rigidez y reducir el peso del laminado.
En conjunto, bajo un proceso de manufactura especializado. Todos estos elementos juntos conforman un laminado de fibra de carbono.
¿COMO SE HACEN LOS FILAMENTOS?
La fibra de carbono se produce a partir de un polímero de alta resistencia que se calienta a temperaturas extremadamente altas en un ambiente sin oxígeno. El proceso comienza con la producción de un polímero termoplástico o termoestable, que se extruye en filamentos muy finos llamados "hilos" o "filamentos". Estos hilos se estiran y se enrollan en bobinas.
Luego, los filamentos se someten a un proceso llamado "carbonización", en el que se exponen a altas temperaturas, generalmente en un ambiente sin oxígeno, para descomponer el polímero en carbono puro. La carbonización se realiza a una temperatura de aproximadamente 1,000-3,000 grados Celsius. Este proceso elimina el material no carbono y hace que los hilos sean más resistentes y rígidos.
Después de la carbonización, los hilos se pueden cortar en longitudes deseadas y se pueden entrelazar o tejer en una tela de fibra de carbono. Esta tela se trata con una resina epoxi u otro tipo de resina termoestable que la endurece y le da la forma deseada. El material resultante es muy fuerte, rígido y ligero, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren resistencia y peso mínimo.
¿CÓMO SE HACE UN LAMINADO DE FIBRA DE CARBONO?
Un laminado de fibra de carbono se produce típicamente mediante la aplicación de capas de tela de fibra de carbono impregnada con resina epoxi o resina termoestable similar. El proceso comienza por cortar la tela de fibra de carbono en la forma deseada y preparando las superficies que van a ser laminadas.
A continuación, se prepara la resina de acuerdo con las instrucciones del fabricante y se aplica sobre la superficie de la tela de fibra de carbono con un rodillo o un cepillo. El exceso de resina se elimina para garantizar una distribución uniforme de la resina en toda la superficie de la tela de fibra de carbono.
Luego, se coloca otra capa de tela de fibra de carbono sobre la capa previamente impregnada con resina. Este proceso se repite varias veces, creando una pila de capas de tela de fibra de carbono y resina conocida como "laminado". El número de capas utilizadas depende de la aplicación y la resistencia requerida.
Finalmente, se coloca el laminado en un molde para que tome la forma deseada y se cura mediante calor o presión. Una vez curado, el laminado de fibra de carbono resultante es un material rígido, fuerte y ligero que se puede cortar, dar forma y unir a otras piezas para crear componentes más grandes y complejos, como partes de carrocería de automóviles, piezas de aeronaves, bicicletas y otros equipos deportivos.