Los tubos de fibra de carbono son ideales tanto para los aficionados como para los profesionales de la industria. Usando la rigidez de la fibras de carbono, una estructura tubular extremadamente rígida pero liviana se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones.
Fibra de carbon los tubos pueden reemplazar el acero, pero la mayoría de las veces reemplaza el aluminio. En muchos casos, un tubo de fibra de carbono puede pesar 1/3 de un tubo de aluminio y aún tener las mismas características de resistencia o mejores. Debido a esto, los tubos reforzados con fibra de carbono a menudo se encuentran en aplicaciones livianas que son cruciales, como aeroespacial, autos de carrera y deportes recreativos.
Las formas de perfil tubular de fibra de carbono más comunes son cuadrados, rectángulos y circulares. Los perfiles rectangulares y cuadrados se conocen comúnmente como "viga de caja". Las vigas de caja de fibra de carbono proporcionan una excelente rigidez a una estructura y simulan dos vigas en I paralelas.
Aplicaciones de tubos de fibra de carbono
Cualquier aplicación donde el peso es crucial, cambiar a fibra de carbono será beneficioso. Los siguientes son algunos de los usos más comunes de los tubos de fibra de carbono:
- Vigas y largueros aeroespaciales
- Componentes estructurales de fórmula 1
- Flechas
- Tubos de bicicleta
- Remos de kayak
Fabricación de tubos de fibra de carbono
Las estructuras compuestas huecas pueden ser difíciles de fabricar. Esto se debe a que se debe aplicar presión tanto en el lado interno como externo del laminado. La mayoría de las veces, los tubos de fibra de carbono con un perfil continuo se fabrican mediante pultrusión o bobinado de filamentos.
Los tubos pultruidos son, con mucho, el método más rentable de fabricación continua compuesto perfiles. Cuando se empuja un tubo hueco, se requiere un "mandril flotante". Una barra de acero cromado está firmemente fijada en su lugar en el costado del troquel donde entra la materia prima. El hardware de montaje está lo suficientemente alejado como para que no interfiera con la fibra impregnada cuando ingresa al troquel.
El espacio entre el mandril y la matriz determinará el grosor de la pared del tubo de fibra de carbono.
Los tubos de fibra de carbono en contacto permiten la producción de tubos de prácticamente cualquier longitud. El transporte del tubo es generalmente la restricción de longitud. En pultrusión, la mayor parte de la fibra recorrerá la dirección del tubo. Esto crea un tubo con una tremenda rigidez, pero sin mucha resistencia del aro o resistencia transversal.
Tubos de fibra de carbono de filamento enrollado
Para aumentar la resistencia y las propiedades en todas las direcciones, el devanado de filamentos es un método efectivo en la fabricación de tubos de fibra de carbono. Los tubos de filamento son rentables y tienen excelentes propiedades, sin embargo, la mayor limitación se basa en la longitud de la máquina de bobinado.
Otros procesos de fabricación
La bobina de pultrusión y filamento, aunque es la más común, no es la única forma de fabricar tubos de fibra de carbono. El moldeo de la vejiga, el moldeo por compresión, la infusión al vacío y el procesamiento en autoclave son todos métodos para fabricar tubos de fibra de carbono. Cada uno tiene su propia ventaja y desventaja también.