Fibra carbono
¿Qué es realmente la fibra de carbono?
Es una fibra sintética constituida por finos filamentos de 5–10 μm de diámetro y cuyo compuesto es principalmente el carbono.
Se produce al hornear fibra de poliacrilonitrilo (PAN), fibra de brea u otra fibra orgánica en una atmósfera inerte para disociar elementos distintos del carbono. Al menos el 90% de las fibras de carbono disponibles comercialmente son fibras de PAN, con mejores características que el resto en términos de equilibrio de rendimiento, costo, facilidad de uso, etc.
Las características principales de la fibra de carbono :
- Muy elevada resistencia mecánica, con un módulo de elasticidad elevado.
- Baja densidad, en comparación con otros materiales
- Resistencia a agentes externos.
- Gran capacidad de aislamiento térmico.
- Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma.
Los principales fabricantes de fibra de carbono son Toray, Toho-Tenax, Mitsubishi Rayon Co, SGL, Hexcel, Cytec, y Zoltec (filial de Toray)
Clasificaciones de la fibra de carbono
Según sus propiedades :
- UHM (Módulo de Ultra alta elasticidad ) – Módulo elasticidad a la tracción: > 600GPa / Resistencia a la tracción : > 2,500 MPa
- HM – (Módulo de elasticidad Alto ) – Módulo elasticidad a la tracción: 350-600 GPa / Resistencia a la tracción: > 2,500 MPa
- IM – (Modulo de elasticidad Intermedio) – Módulo elasticidad a la tracción: 280-350 GPa / Resistencia a la tracción. > 3,500 MPa
- HT – (Modulo de elasticidad Standar) – Módulo elasticidad a la tracción: 200-280 GPa / Resistencia a la tracción. > 2,500 MPa
- LM – (Modulo de baja elasticidad) – Módulo elasticidad a la tracción: <200 GPa / Resistencia a la tracción. < 3,500 MPa
Según el material precursor:
- Fibras de carbono basadas en poliacrilonitrilo (PAN)
- Fibras de carbono a base de brea
- Fibras de carbono basadas en brea de meso-fase (con una estructura similar a la del grafito)
- Fibras de carbono a base de brea isotrópica
- Fibras de carbono a base de Rayón
- Fibras de carbono cultivadas – en fase gaseosa
Según la temperatura de tratamiento térmico:
- Tipo I. Tratamiento de alta temperatura (HTT), tratamiento térmico final por encima de 2000 ° C (asociado con el tipo de fibra de alto módulo)
- Tipo II. Tratamiento de calor intermedio (IHT), tratamiento térmico final debe estar alrededor o por encima de 1500 º C ( asociado con el tipo de alta resistencia).
- Tipo III. Tratamiento a baja temperatura, donde las temperaturas finales de tratamiento térmico no son superiores a 1000 ° C. (asociados a los de bajo módulo y materiales de baja resistencia)
Según el ancho del tejido:
Cada fibra de carbono está formada por miles de filamentos de carbono. Los valores típicos de número de filamentos por fibra suelen oscilar entre 1000 y 24000 filamentos, así se ha estandarizado la nomenclatura 1K, 3K, 6K, 12K, 18K y 24K, para definir el número de filamentos por fibra (donde K representa el valor por mil).
Estos números tienen poco que ver con la calidad de la fibra.
Entramado de Fibra de carbono – Foto de bicycling.com
Un filamento de carbono de 6 μm de diámetro (color negro), comparado con un cabello humano (color claro) – Foto Wikipedia
No todo es la fibra de carbono en la fabricación del material
A las cualidades del tipo de carbono hay que añadirle algo también importante que es el producto que se usa para unir las capas de la fibra. Estas son las resinas usadas (EPOXY) que hace que sea una estructura solida.
Es esa resina y el proceso de unión capa por capa así como su prensado, posterior secado y los procesos intermedios que lleven, la que dará mayor o menor calidad al material finalmente obtenido.
Un cuadro o cualquier otro material que podamos llevar en nuestra bicicleta puede estar hecho de la mejor fibra de Toray T700, T800 o T1000 y ser una castaña si el proceso de unión con las resinas no ha sido acorde frente a una fibra de carbono de mas baja calidad T300 pero que el proceso de unión con las resinas se ha usado técnica de fabricación y tratamiento final acordes.
Cuadros «Open-mold»
Existe una amplia oferta de cuadros de bicicletas de carbono que se pueden comprar directamente a distribuidores y tiendas a través de sitios web como Aliexpress (Ver entrada de los cuadros Open Mold).
Ciertas marcas tienen una buena reputación en el sector, y no necesitan bajar los precios porque tienen un publico fiel que se gaste lo que piden por tener la misma bici que su ídolo.
La garantía de por vida puede ser un argumento a favor de una u otra marca aunque debemos ser consciente que no siempre podréis «colar» todas las averías o roturas. Yo he tenido durante el 2018 una MALA EXPERIENCIA con una bicicleta TREK que me «echaron» para atrás la garantía, por crujidos en el pedalier (ver el post).
Espero os haya sido util ….!!!!!!
Ni que decir tienen que no soy ningún especialista en carbono, muchas de las cosas me sonaban pero sin tener una idea profunda, tan solo he recapitulado algo de información de internet. Si cualquiera de los que se pasa por el blog sabe algo más o cree que me equivoqué en algo, que me lo diga para rectificarlo.
Videos
de Youtube Daniel Race que habla de los cuadros fabricados en China y de los OPEN MOLD. Y otro video de como se hace la fabricación cuadros de carbono Look y los test de RESISTENCIA
Fuentes visitadas
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