Tessuto in fibra di carbonio

Il tessuto in fibra di carbonio è un tipo di tessuto formato dalla tessitura di singole fibre di carbonio. Grazie alle speciali proprietà della fibra di carbonio stessa, il tessuto in fibra di carbonio presenta solitamente i vantaggi di una resistenza estremamente elevata, rigidità, resistenza alle alte temperature e leggerezza, per cui è ampiamente utilizzato in molti settori tecnologici di alto livello.

Proprietà del materiale

La fibra di carbonio è composta da elementi di carbonio. Dopo uno speciale trattamento, può formare fibre molto dure e leggere. Le principali caratteristiche del tessuto in fibra di carbonio includono:

• Resistenza e rigidità: La resistenza della fibra di carbonio è più di 5 volte superiore a quella dell'acciaio, ma la densità è molto più leggera di quella dell'acciaio, di solito solo 1/4 di quella dell'alluminio. Pertanto, il tessuto in fibra di carbonio può garantire una resistenza meccanica molto elevata.

• Leggerezza: La bassa densità del tessuto in fibra di carbonio lo rende molto leggero a parità di resistenza, per cui è ampiamente utilizzato nei settori che richiedono leggerezza, come quello aerospaziale e automobilistico.

• Resistenza alle alte temperature: La fibra di carbonio è in grado di mantenere la resistenza alle alte temperature, di solito può sopportare temperature di diverse centinaia di gradi Celsius ed è adatta all'uso in ambienti ad alta temperatura.

• Resistenza alla corrosione: La fibra di carbonio non viene facilmente corrosa dagli agenti chimici, ha una buona resistenza alla corrosione ed è adatta all'uso in ambienti difficili.

• Conducibilità elettrica e termica: La fibra di carbonio ha una certa conducibilità elettrica e termica, per cui trova applicazioni uniche in alcuni campi speciali.

Metodo di tessitura

Il tessuto in fibra di carbonio può ottenere proprietà e strutture diverse grazie a diversi metodi di tessitura. I metodi di tessitura più comuni sono:

• Intreccio semplice: La fibra di carbonio è intrecciata longitudinalmente e trasversalmente per formare una struttura reticolare uniforme con buona resistenza e rigidità, adatta ad applicazioni generali.

• Trama Twill: L'angolo di intreccio della fibra di carbonio è di 45°. Questo metodo di tessitura può fornire una migliore resistenza alla flessione e una maggiore flessibilità ed è adatto per alcune applicazioni che richiedono prestazioni di flessione.

• Intreccio di raso: Viene adottato un metodo di intreccio più complesso. Le fibre sono intrecciate lungo la linea diagonale, con una superficie liscia e una buona estetica. È adatto alle occasioni che richiedono un aspetto raffinato o requisiti di resistenza elevati.

Il numero di fibre singole in un fascio di fibre di carbonio

 1K、3K、6K、12K、24K

Campi di applicazione

Le elevate prestazioni del tessuto in fibra di carbonio ne consentono l'utilizzo in molti campi, tra cui:

• Aerospaziale: Grazie alla sua leggerezza e all'elevata resistenza, il tessuto in fibra di carbonio è ampiamente utilizzato nelle strutture degli aerei, nei veicoli spaziali e in altri campi.

• Industria automobilistica: Utilizzato per produrre la carrozzeria e le parti strutturali di auto ad alte prestazioni, come le auto da corsa e le supercar, per contribuire a ridurre il peso del veicolo e migliorare le prestazioni.

• Attrezzature sportive: come telai di biciclette, mazze da golf, racchette da tennis, ecc. l'uso del tessuto in fibra di carbonio può migliorare la resistenza e la flessibilità delle attrezzature sportive riducendone il peso.

• Edilizia e generazione di energia eolica: Il tessuto in fibra di carbonio viene utilizzato anche nei settori del rinforzo strutturale e della riparazione nell'industria edile, nella produzione di pale eoliche, ecc. per migliorare la durata e la stabilità di edifici e attrezzature.

Applicazione del materiale composito

 In molte applicazioni, il tessuto in fibra di carbonio non viene utilizzato da solo, ma combinato con materiali resinosi (come resina epossidica, resina poliestere, ecc.) per ottenere materiali compositi in fibra di carbonio. Questo materiale composito combina il tessuto in fibra di carbonio con la resina per formare un materiale forte e leggero durante il processo di indurimento, ampiamente utilizzato nella produzione di parti ad alte prestazioni e parti strutturali.

Processo di produzione

 Il processo di produzione del tessuto in fibra di carbonio comprende solitamente:

• Produzione della fibra di carbonio: In primo luogo, i materiali organici (come il poliacrilonitrile) vengono carbonizzati ad alta temperatura per ottenere la fibra di carbonio.

• Processo di tessitura: Le singole fibre di carbonio vengono intrecciate in un tessuto secondo il metodo di tessitura prestabilito.

• Impregnazione e polimerizzazione della resina: Il tessuto viene impregnato di resina e polimerizzato per formare il materiale composito finale.

Vantaggi:

• Resistenza e rigidità estremamente elevate.

• Eccellenti prestazioni di leggerezza, che riducono il peso strutturale.

• Buona resistenza alle alte temperature e alla corrosione.

• Buona conducibilità elettrica e termica.

• Le prestazioni possono essere regolate con diversi metodi di tessitura.

Tabella delle specifiche dei parametri