El preimpregnado de fibra de carbono es un material compuesto de alto rendimiento formado por fibra de carbono y un sistema de resina preimpregnada. Es un material intermedio clave en el proceso de fabricación de materiales compuestos de fibra de carbono y se utiliza ampliamente en la industria aeroespacial, la automoción, la energía eólica, los equipos deportivos y otros campos con requisitos de alto rendimiento.

Composición básica

El preimpregnado de fibra de carbono se compone principalmente de dos partes:

Refuerzo de fibra de carbono: Normalmente se utiliza fibra de carbono de alta resistencia y alto módulo como refuerzo en una disposición determinada (disposición unidireccional o forma de tejido).

Sistema de resina preimpregnada: incluyendo materiales de matriz como resina epoxi, resina fenólica, resina de poliimida, y pueden contener aditivos como agente de curado, agente endurecedor, retardante de llama, etc.

Proceso de fabricación

El proceso de producción del preimpregnado de fibra de carbono incluye los siguientes pasos:

• Preparación de la tela/hilo de fibra de carbono: seleccionar los materiales de fibra de carbono adecuados y ajustar su disposición en función del uso final.
• Preparación del sistema de resina: preparar la matriz de resina adecuada según los requisitos de rendimiento y ajustar su viscosidad, temperatura de curado y otros parámetros.
• Proceso de impregnación: La fibra de carbono se impregna uniformemente con resina mediante procesos como el revestimiento, la fusión en caliente o la impregnación con disolventes.
• Tratamiento de semicurado: Mediante el control de la temperatura y el tiempo, la resina alcanza el estado "fase B" adecuado, es decir, el estado semicurado, que es conveniente para el almacenamiento y el procesamiento posterior.
• Enrollado/corte: El preimpregnado se enrolla o corta en tamaños adecuados para su posterior moldeo.

Características

El preimpregnado de fibra de carbono tiene las siguientes características principales:

• Alta resistencia específica y alto módulo específico: La resistencia específica y el módulo específico superan con creces los de materiales metálicos como el acero y las aleaciones de aluminio.
• Excelente resistencia a la corrosión: No le afectan los factores ambientales generales (como el agua, el ácido y el álcali).
• Buena capacidad de diseño: El rendimiento puede optimizarse ajustando el ángulo de colocación, el número de capas y el sistema de resina.
• Ligereza: La baja densidad puede reducir significativamente el peso de la estructura, especialmente adecuada para las industrias aeroespacial y automovilística.
• Conveniente procesamiento: Tiene una fuerte plasticidad bajo condiciones de calentamiento y curado, y es adecuado para una variedad de procesos de moldeo como la colocación automática de fibras, la colocación manual y el autoclave.

Campos de aplicación

El preimpregnado de fibra de carbono se utiliza ampliamente en los siguientes campos debido a sus excelentes propiedades mecánicas y ventajas de ligereza:

• Aeroespacial: fuselaje de aviones, alas, capó de motores, piezas de cohetes, etc.
• Fabricación de automóviles: carrocería de coches deportivos de gama alta, bastidor, eje de transmisión, etc.
• Industria eólica: palas de aerogeneradores, especialmente palas grandes.
• Artículos deportivos: raquetas de tenis, cuadros de bicicleta, esquís, palos de golf, etc.
• Equipos médicos: Camillas de rayos X, prótesis, etc.

Precauciones de almacenamiento y uso

• Almacenamiento a baja temperatura: generalmente se almacena por debajo de -18°C para evitar el endurecimiento prematuro de la resina.
• Vida útil limitada: el rendimiento suele degradarse tras unas semanas de almacenamiento a temperatura ambiente.
• Evite la humedad: la fibra de carbono es sensible a la humedad, y la absorción de humedad puede afectar al rendimiento del producto final.

Tendencia de desarrollo

• Prepreg respetuoso con el medio ambiente: desarrollo de sistemas de resina ecológicos con bajos compuestos orgánicos volátiles (COV).
• Sistemas de resina de alto rendimiento: mejoran la resistencia a altas temperaturas, la tenacidad y la capacidad de autocuración.
• Fabricación inteligente: Combinada con tecnología de estratificación automatizada para mejorar la eficiencia de la producción y el control de calidad.