Fibra de carbono

Um olhar para o processo pelo qual torna-se precursor de fibra de carbono através de um cuidadoso (e, principalmente, de propriedade) manipulação de temperatura e de tensão. Fim da linha: Fibras nesta cuidadosamente controlada labirinto de fibras (acima) para sair o Grafil (Sacramento, Calif.) acabamento de superfície estações para enroladores (abaixo) antes do embarque, o seu caminho determinado pelo módulo de elasticidade específico.

 

Embora muitos leitores do HPC uso de fibra de carbono, poucos sabem como ele é feito. Que deve surpreender ninguém. De fibra de carbono, os produtores estão de boca fechada sobre como o seu produto é fabricado.

Cada produtor de fibra difere daqueles de seus concorrentes, e o processamento de detalhes que dão a cada marca, a sua assinatura características são consideradas de propriedade intelectual. A fibra de carbono, processo de fabricação também é notoriamente difícil e caro.

A produção

Ferramenta de uma única classe mundial, a linha de produção é capital-intensivo de us $25 milhões mínimos para o equipamento sozinho e pode levar até dois anos para implementar. Na verdade, o custo pode ser muito mais. Tóquio baseado no Mitsubishi Rayon Co. Ltd.’s (MRC) de 9,4 milhões de m2/874,000m2 Otake unidade de produção, por exemplo, está previsto para ser de us $100 milhões, três anos de expansão a uma linha de produção que poderia produzir anualmente cerca de 20 milhões de libras/9,072 toneladas de fibra de carbono.

Isto vai um longo caminho para explicar por que, historicamente, tem sido difícil evitar os desequilíbrios entre a oferta e a demanda que causa preços para o prumo e o pico. Não é de admirar, então, que o atual quadro de fibra de carbono produtores números de menos de uma dúzia em todo o mundo (veja gráfico ao lado).

Como são produzidos

HPC, com a ajuda de vários fibra de carbono processo de fornecedores, recentemente espiei por trás do véu de sigilo para encontrar esta mais inclusiva, se ainda incompleta, a imagem do processo. Ao contrário dos metais, que são homogêneos e, por design, têm propriedades que estão de acordo com os padrões estabelecidos, fazendo com que cada produtor de aço P20, por exemplo, são intercambiáveis com os de outra, os compósitos são heterogêneos.

Composta de combinações de ao contrário de materiais (fibra e resina), sua variabilidade e, portanto, tailorability, são centrais para o seu recurso. Assim, a fibra de carbono produtores a fazer produtos similares, mas não idênticas. A fibra de carbono varia em módulo de elasticidade à tração (ou rigidez determinada como a deformação sob pressão) e à tração, à compressão e resistência à fadiga.

PAN-base de fibra de carbono de hoje está disponível no módulo baixo (menos de 32 milhões lbf/in2 ou 32 Msi), módulo padrão (33 a 36 Msi), intermediário módulo de elasticidade (40 a 50 Msi), de alto módulo (50 a 70 Msi) e ultra módulo de elasticidade (70 a 140 Msi).

A fibra

A fibra, que está disponível em feixes chamados de reboque, vem em vários tamanhos, variando de 1 k a 350 K (1 K é igual a 1.000 filamentos que variam de 5 a 10 mícrons de diâmetro). Os produtos também variam no grau de teor de carbono e o tipo de tratamento de superfície e revestimento.

A complexidade inerente a compostos de fibra de carbono, é a mesma coisa que adiciona valor às estruturas feitas de fibra de carbono”, diz Steven Carmichael, diretor de vendas e marketing para o MRC subsidiária Grafil Inc. (Sacramento, Califórnia). “Gosto de fazer um bom vinho, a quantidade certa de paciência, delicadeza e processamento de conhecimentos traz as sutilezas em fibra de carbono que agregam valor.” Esse valor, é claro, é muito alta: Como uma substituição de metais, compostos de fibra de carbono oferecemos mais de 10 vezes a resistência do aço a metade do peso.

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