Alloggiamento in plastica in fibra di carbonio

La fibra di carbonio, come spesso si sente dire, è un materiale ad alte prestazioni con le caratteristiche intrinseche del carbonio duro e le caratteristiche di lavorazione delle fibre tessili morbide, ed è noto come il re dei materiali.

Viene spesso utilizzata come materiale di alta gamma per aerei, razzi e veicoli a prova di proiettile. La fibra di carbonio è stata utilizzata per la prima volta nelle automobili di Formula 1. Ora viene utilizzata anche nelle auto civili, verniciate di nero con una componente in fibra di carbonio deliberatamente nera, che è un piacere guidare.

In che modo la natura ultraleggera e morbida del materiale in fibra lo rende un componente automobilistico resistente? Come si può ridurre il costoso prezzo della fibra di carbonio quando viene utilizzata nelle automobili?

La migliore tecnologia della fibra di carbonio è disponibile in Giappone e negli Stati Uniti. Il Giappone è il più grande produttore di fibra di carbonio del secolo, con la metà della capacità produttiva mondiale di fibra di carbonio.

Edison inventò la fibra di carbonio nel 1880, lo stesso Edison che inventò la lampadina. La fibra di carbonio è stata scoperta sperimentando i filamenti e, dopo oltre 100 anni di sviluppo, nel 2010 BMW ha utilizzato la fibra di carbonio nelle i3 e i8, aprendo la strada all'applicazione della fibra di carbonio nelle automobili.

Le fibre di carbonio come materiale di rinforzo e la resina come materiale di base costituiscono i compositi in fibra di carbonio.

La fibra di carbonio viene utilizzata per i telai delle auto, i sedili, i cofani, gli alberi di trasmissione, gli specchietti, ecc. La fibra di carbonio per auto ha diversi vantaggi.

Leggerezza: le attuali auto elettriche, molto calde, a causa della tecnologia delle batterie limitata dalla breve autonomia del loro sviluppo sono diventate un collo di bottiglia, che può essere risolto solo dalla struttura della carrozzeria e dalla sostituzione dei materiali. I materiali compositi in fibra di carbonio sono 1/2 più leggeri dell'acciaio e 1/3 più leggeri dell'alluminio, con l'impatto più diretto di una maggiore autonomia e di una maggiore efficienza energetica.

Comfort: Le proprietà morbide e di trazione della fibra di carbonio migliorano il controllo del rumore e delle vibrazioni dell'auto, migliorando in modo significativo il comfort dell'auto.

Affidabilità: La fibra di carbonio ha una maggiore resistenza alla fatica e un buon assorbimento dell'energia d'urto, il che riduce il peso del veicolo pur conservando resistenza e sicurezza, riducendo il fattore di rischio per la sicurezza che deriva dall'alleggerimento.

Maggiore durata: Alcuni accessori delle auto richiedono una resistenza alla corrosione e sono soggetti ad alte temperature, basse temperature e fumi, e i normali componenti metallici non possono garantire la loro durata in ambienti diversi. L'assenza di problemi di corrosione e ruggine con la fibra di carbonio aumenta la durata dei componenti automobilistici.

Il processo di produzione della fibra di carbonio

Trafilatura: la materia prima viene riscaldata e costituisce il materiale di rinforzo.

Materiale di rinforzo per avvolgimento e formatura, principalmente vari filati di fibre: ad esempio, filati di fibre di vetro senza alcali, filati di fibre di vetro a media alcalinità, filati di fibre di carbonio, filati di fibre di vetro ad alta resistenza, filati di fibre aramidiche e feltri di superficie. Matrice di resina e varie cariche. Estruse per formare filamenti a forma di gel, le fibre plastiche sono composte da migliaia di filamenti sottili contati.

Stabilizzazione: l'ossidazione mediante riscaldamento a 400°C converte la macromolecola termoplastica in una struttura resistente al calore. Ciò la rende non fusibile e non infiammabile alle alte temperature, mantenendo la forma della fibra e il calore in uno stato stabile di carbonizzazione. Il riscaldamento a 1.000-2.000 gradi allontana gli atomi non di carbonio, che diventano neri con l'ossidazione ad alta temperatura e vengono poi legati alle fibre mediante carbonizzazione in un forno di carbonizzazione.