¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar fibra de carbono en lugar de fibra de vidrio?

Estás haciendo dos preguntas aquí para obtener dos respuestas (bastante generales):

1. Ventajas? El carbono es más rígido y resistente, en general, aunque algunos vidrios especializados de alta resistencia, como el vidrio S2, son casi comparables en cuanto a volumen. El carbono también es más ligero para el mismo volumen de material. Por lo tanto, las piezas compuestas de carbono tienden a ser mucho más ligeras que las piezas compuestas de vidrio.
Desventajas? El vidrio se estira más antes de romperse, por lo que es más útil para aplicaciones realmente flexibles, como esquís y tablas de snowboard, y palas de helicóptero. Esta capacidad de estiramiento también hace que el vidrio sea más adecuado para daños de alto impacto, como balística (balas que golpean su vidrio o parte de carbono, aunque presumiblemente no su tabla de snowboard). La fibra de carbono es aproximadamente 8X-15X más cara que el vidrio por peso.

Otra información: la fibra de carbono es conductiva, eléctrica y térmicamente, el vidrio no. La fibra de carbono no cambia mucho de tamaño con la temperatura. El vidrio lo hace, casi tanto como el acero, cuando está en forma compuesta. Esto probablemente no importa para carenados y conchas.

2. ¿Qué sería necesario en el mercado automotriz para que el carbono reemplace el vidrio? Simple: que el costo por libra de peso ahorrado mediante el uso de carbono es igual o inferior a lo que pagará el cliente. Esa respuesta algo críptica es esta. Todo ello. Significa que el ahorro de peso justificará el costo adicional. Pero buena suerte para encontrar ese número. Los diseñadores de automóviles tienen alguna idea de lo que es, por ejemplo, tal vez ahorren $ 20- $ 30 / lb de peso, pero la mayoría de los fabricantes de automóviles ni siquiera conocen el costo real de sus piezas existentes (costo total, incluidos todos los gastos generales asignados) , etc.) por lo que es difícil hacer una buena comparación y determinar cuándo es posible hacer tales cambios.

La fibra de vidrio es bastante resistente, económica y el vidrio en sí es isotrópico. Es más pesado que el carbono y tiene una fracción de la resistencia y la rigidez. Aunque algunos tipos de carbono pueden degradarse con el ciclo de estrés, muchos no lo hacen. El vidrio tiene una degradación definitiva de la resistencia con el ciclo de estrés.

El carbono es rígido y fuerte. Es muchas veces más caro. Tiene una densidad mucho más baja. No es muy resistente a la abrasión y puede romperse con la carga de choque.

Otras personas han respondido las ventajas básicas. Voy a hablar un poco sobre mi experiencia en la fabricación …… El vidrio es más fácil de fabricar. Las ventajas de peso del carbono son reales, pero el envasado al vacío de la bandeja probablemente le brinde más ventaja de peso al eliminar el exceso de resina. Use una resina epoxi con cualquier material … más flexible. Mi experiencia es con la construcción de embarcaciones con epóxicos como West System y MAS. Si no tiene experiencia, asegúrese de usar una resina epoxi de fraguado lento. Ningún material es particularmente bueno en compresión. El carbono es más conductor, pero la matriz epoxi todavía está allí, así que no estoy seguro de cómo lidiar con eso.

Información general: polímero reforzado con fibra de carbono

Quizás su descarga “Introducción a la fibra de carbono” ayude: Hojas de fibra de carbono – Brillante – Hojas de .25 mm – Compuestos Protech

Deberías Malasia-rs. Com, allí venden láminas de fibra de carbono listas y otras cosas y el precio no es tan alto.
El uso de fibra de carbono en la mayoría de las aplicaciones es inferior al 5% en peso. Incluso el 5% es un número muy generoso. Lo que he observado es que, por ejemplo, si tenemos una lámina acrílica (llámela 1) y otra lámina acrílica con tubos de carbono incrustados (llámela 2) … 2 será más frágil y ligeramente más fuerte que 1. Como si 1 se descomponga a 150 ° C que 2 se descompondría a 165-170 ° C. El uso de nano tubos de carbono puro será súper costoso. Mi amigo recientemente compró 200 g de nanoesferas de grafeno por 450 USD.

Si su propósito es probar cosas nuevas, mientras que el costo es un problema que puedo sugerirle que use una sábana de tela de poliéster y algodón. Trátelo con ácido sulfúrico concentrado al 70-80% para disolver / eliminar el algodón y obtener una malla muy fina de poliéster. Tenga cuidado de no desgarrarlo, y luego lámelo con 2 partes de epoxi (aproximadamente 100 usd por kg) y produzca múltiples capas de acuerdo con el grosor deseado y déjelo curar. De esta manera, también puede usarlo directamente para moldear. Para evitar que se pegue epoxi en el molde, cúbralo (molde) con una mezcla de quitaesmalte + cualquier plástico que pueda encontrar y disolver en él. Por lo general, el removedor de esmalte de uñas Styrofoam + funciona bien y solo asegúrese de aplicar una cantidad decente de solución de desmoldeo.

Otra opción que puede probar es usar astillas de madera y epoxi o carbón con epoxi. Si puede obtener diclorometano, diluya el epoxi en él para una mejor mezcla y facilidad de trabajo.

No estoy seguro de que quieras fibra de carbono como relleno de refuerzo aquí, ya que es muy costoso y conductivo.

Creo que debería optar por una carcasa recubierta de poliimida (Kapton) que está compuesta de policarbonato. Idealmente para su aislamiento, podría usar vacío o aire, por lo que tendría que diseñarlo en su carcasa electrónica.

La poliimida le dará una increíble resistencia al calor y el policarbonato le dará resistencia.

Alternativamente, también puede optar por una estructura completamente cerámica que proporcionará una resistencia al calor realmente buena y en el interior tal vez algo un poco más humectante como el polietileno o el polipropileno.

Si realmente quieres usar fibra de carbono porque es genial (y lo es), creo que hay láminas compuestas que ya puedes comprar en Hexcel.

Como sé, la relación resistencia / peso de la fibra de carbono es 100 veces mayor que la fibra de vidrio, ya que se ve estética. La desventaja es que es mucho más costoso.