Tecido de fibra de carbono

O tecido de fibra de carbono é um tipo de tecido formado pela tecelagem de fibras de carbono individuais. Devido às propriedades especiais da própria fibra de carbono, o tecido de fibra de carbono tem geralmente as vantagens de uma resistência extremamente elevada, rigidez, resistência a altas temperaturas e peso leve, pelo que é amplamente utilizado em muitos domínios da tecnologia de ponta.

Propriedades dos materiais

A própria fibra de carbono é composta por elementos de carbono. Após um tratamento especial, pode formar fibras muito duras e leves. As principais caraterísticas do tecido de fibra de carbono incluem:

• Resistência e rigidez: A resistência da fibra de carbono é mais de 5 vezes superior à do aço, mas a densidade é muito mais leve do que o aço, normalmente apenas cerca de 1/4 do alumínio. Por conseguinte, o tecido de fibra de carbono pode proporcionar uma resistência mecânica muito elevada.

• Leveza: A baixa densidade do tecido de fibra de carbono significa que é muito leve, ao mesmo tempo que proporciona a mesma resistência, pelo que é muito utilizado em áreas que exigem leveza, como a indústria aeroespacial e automóvel.

• Resistência a altas temperaturas: A fibra de carbono pode manter a resistência a altas temperaturas, normalmente pode suportar temperaturas de várias centenas de graus Celsius e é adequada para utilização em ambientes de alta temperatura.

• Resistência à corrosão: A fibra de carbono não é facilmente corroída por produtos químicos, tem boa resistência à corrosão e é adequada para utilização em ambientes agressivos.

• Condutividade eléctrica e condutividade térmica: A fibra de carbono tem uma certa condutividade eléctrica e condutividade térmica, pelo que tem aplicações únicas em alguns campos especiais.

Método de tecelagem

O tecido de fibra de carbono pode atingir diferentes propriedades e estruturas através de diferentes métodos de tecelagem. Os métodos de tecelagem mais comuns são:

• Tecido liso: A fibra de carbono é entrelaçada longitudinalmente e transversalmente para formar uma estrutura de grelha uniforme com boa resistência e rigidez, que é adequada para aplicações gerais.

• Tecido de sarja: O ângulo de entrelaçamento da fibra de carbono é de 45°. Este método de tecelagem pode proporcionar uma melhor resistência à flexão e flexibilidade, e é adequado para determinadas aplicações que requerem um desempenho de flexão.

• Tecido acetinado: É adotado um método de entrelaçamento mais complexo. As fibras são entrelaçadas ao longo da linha diagonal, com uma superfície lisa e uma boa estética. É adequado para ocasiões que exigem uma aparência requintada ou requisitos de elevada resistência.

O número de fibras simples num cabo de fibra de carbono

 1K、3K、6K、12K、24K

Domínios de aplicação

O elevado desempenho do tecido de fibra de carbono faz com que seja utilizado em muitos domínios, incluindo:

• Indústria aeroespacial: Devido à sua leveza e elevada resistência, o tecido de fibra de carbono é amplamente utilizado em estruturas de aeronaves, naves espaciais e noutros domínios.

• Indústria automóvel: Utilizado para fabricar a carroçaria e as peças estruturais de automóveis de alto desempenho, como carros de corrida e supercarros, para ajudar a reduzir o peso do veículo e melhorar o desempenho.

• Equipamento desportivo: como quadros de bicicletas, tacos de golfe, raquetes de ténis, etc., a utilização de tecido de fibra de carbono pode melhorar a resistência e a flexibilidade do equipamento desportivo, reduzindo simultaneamente o peso.

• Construção e produção de energia eólica: O tecido de fibra de carbono é também utilizado nos domínios do reforço estrutural e da reparação na indústria da construção, no fabrico de pás de turbinas eólicas, etc., para melhorar a durabilidade e a estabilidade de edifícios e equipamentos.

Aplicação de material compósito

 Em muitas aplicações, o tecido de fibra de carbono não é usado sozinho, mas combinado com materiais de resina (como resina epóxi, resina de poliéster, etc.) para fazer materiais compostos de fibra de carbono. Este material compósito combina tecido de fibra de carbono com resina para formar um material forte e leve durante o processo de endurecimento, que é amplamente utilizado no fabrico de peças de alto desempenho e peças estruturais.

Processo de produção

 O processo de produção de tecido de fibra de carbono inclui normalmente:

• Fabrico de fibra de carbono: Em primeiro lugar, os materiais orgânicos (como o poliacrilonitrilo) são carbonizados a alta temperatura para obter fibra de carbono.

• Processo de tecelagem: As fibras de carbono individuais são entrelaçadas num tecido de acordo com o método de tecelagem pré-determinado.

• Impregnação e cura da resina: O tecido é impregnado com resina e curado para formar o material compósito final.

Vantagens:

• Resistência e rigidez extremamente elevadas.

• Excelente desempenho em termos de leveza, reduzindo o peso estrutural.

• Boa resistência a altas temperaturas e à corrosão.

• Boa condutividade eléctrica e térmica.

• O desempenho pode ser ajustado através de diferentes métodos de tecelagem.

Tabela de especificações de parâmetros