¿Qué es la fibra de carbono?

2025-09-29 09:44:05

La fibra de carbono es un material de fibra refinada con un contenido de carbono superior al 90%. Muchos de los productos de alto rendimiento que vemos a menudo en la vida cotidiana no son simplemente fibra de carbono; más a menudo son compuestos de fibra de carbono. Se fabrican fusionando precursores de fibra de carbono con resina para crear compuestos de alto rendimiento. Luego, estos compuestos se procesan y moldean para lograr propiedades mecánicas mejoradas. Se utilizan en aplicaciones automotrices, médicas, aeroespaciales y de consumo.

Ventajas de la fibra de carbono

La razón fundamental por la que los compuestos de fibra de carbono se utilizan en tantos campos es que ofrecen numerosas ventajas, principalmente alta resistencia, alto módulo, baja densidad, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fatiga, bajo coeficiente de expansión térmica, excelente transmitancia de rayos X y propiedades de blindaje electromagnético. También se le conoce como "oro negro". Los compuestos reforzados con fibra de carbono heredan estas propiedades, superando significativamente a los materiales metálicos y plásticos tradicionales en rendimiento y ventajas, lo que lleva a su aplicación generalizada en diversos campos.

¿Por qué la fibra de carbono es tan cara?

La razón por la que la fibra de carbono es tan cara en realidad se refiere al alto precio de los productos de fibra de carbono, a menudo varias veces el precio de materiales metálicos similares. Un ejemplo de ello es el capó de fibra de carbono de un automóvil. Los daños tras una colisión pueden costar decenas de miles de yuanes. El alto precio de los productos de fibra de carbono se debe a dos factores: el alto coste del propio material de fibra de carbono y el propio proceso de fabricación, que impide una mecanización completa.

Los compuestos de fibra de carbono son complejos de fabricar. Requieren impregnación de resina para garantizar que cada filamento de fibra de carbono esté conectado, lo que garantiza un rendimiento óptimo del producto y proporciona una resistencia superior al corte y a la tracción en el producto terminado.

Existen muchos procesos de producción diferentes para productos de fibra de carbono. 

A continuación, analizaremos algunos de los más comunes utilizados por los fabricantes de fibra de carbono:

Conformación al vacío: después de que el material compuesto de fibra de carbono se forma en cintas preimpregnadas y se coloca en un molde, se forma bajo una cierta presión. Esta presión de vacío cerrada mejora la apariencia y el rendimiento del producto terminado, haciendo que todo el producto de fibra de carbono sea más compacto.

Bobinado: este proceso implica principalmente enrollar filamentos compuestos de fibra de carbono en un molde central para productos tubulares complejos, seguido de curado y desmolde.

Moldeo por compresión: este proceso utiliza dos moldes, uno encima del otro, donde se aplica presión a los moldes para calentar el producto y luego curarlo.

Perfilado: similar al bobinado, el perfilado de Zhishang utiliza cinta preimpregnada de fibra de carbono, que luego se enrolla sobre un molde central y se desmolda.

Estos procesos parecen simples, pero cada paso requiere trabajo manual, como colocar, cortar, cubrir el producto enrollado con una película de PP y luego desmoldar y mecanizar. Esto da como resultado un precio relativamente alto para los productos compuestos de fibra de carbono.

Actualmente, los productos compuestos de fibra de carbono termoplásticos son relativamente asequibles y el proceso de fabricación está relativamente maduro. A nivel internacional, la investigación y el desarrollo de compuestos de fibra de carbono son líderes, principalmente en fibras de carbono termoplásticas, debido a su mala impregnación con resinas termoplásticas. Los compuestos de fibra de carbono utilizados en aplicaciones de alta precisión requieren fibras de carbono termoplásticas.