Come è fatta la fibra di carbonio?
La fibra di carbonio è considerata il materiale dei sogni di ogni ingegnere perché è leggera pur essendo estremamente resistente. Consiste di migliaia di stringhe parallele. Questi fili possono essere attorcigliati o intrecciati in compositi in fibra di carbonio. La fibra di carbonio è un materiale estremamente prezioso perché è cinque volte più resistente dell'acciaio.

Per la produzione di fibre di carbonio vengono utilizzate fibre PAN di plastica. Consiste di migliaia di filamenti più sottili di un capello umano. Lo alterano chimicamente per formare catene di atomi di carbonio, che a loro volta vengono utilizzate nel prodotto finale. Esistono macchine speciali in grado di disporre migliaia di queste fibre. Dopo la macchina, le fibre passano in un forno di ossidazione per alcuni minuti.

La temperatura nel forno è di circa 480 gradi Fahrenheit. A causa di questa temperatura, le fibre assorbono le molecole di ossigeno dall'aria. Questo processo riorganizza la struttura atomica delle fibre, rendendole resistenti al calore. Quando le fibre si ossidano, cambiano colore e diventano nere. Dopo l'ossidazione, sono pronti per il processo successivo, la carbonizzazione.

Le fibre vengono riscaldate in una miscela di gas priva di ossigeno. A causa di questo processo, gli atomi non di carbonio vengono espulsi. I restanti atomi di carbonio si trasformano in cristalli strettamente legati che corrono paralleli alla lunghezza della fibra. È qui che il materiale acquista la sua forza. Le fibre vengono quindi fatte passare attraverso un bagno d'acqua carico che borda le superfici delle fibre in modo che assorbano meglio la resina.

Successivamente, viene applicato un leggero strato di resina di fondo per rafforzare il legame chimico delle fibre alla resina da stampaggio. Dopo questo processo, le fibre vengono tessute in tessuti in fibra di carbonio o mescolate con resina per formare prodotti. Può essere un rotolo di fili continui di fibra, tessuti intrecciati di fili reticolati e prodotti prepreg, semilavorati pronti all'uso. L'uso dei prepreg è diffuso in tutto il mondo.

Questa resina è una formulazione di resina epossidica con indurente in polvere e acceleratore. I lavoratori versano la resina in una macchina per pellicole, che stampa la resina in uno strato sottile e umido sulla carta. Allo stesso tempo, un'altra macchina organizza da 200 a 300 fibre di carbonio in un nastro di fibra di carbonio. Lo spessore del nastro determina lo spessore del prepreg.

Tipicamente, sulla macchina impregnatrice di resina vengono montati due rotoli di carta resinata. L'elemento riscaldante riscalda il nastro mentre entra per facilitare l'assorbimento della resina. Quindi, la rete in fibra di carbonio riscaldata viene inserita tra due fogli di carta resinata. Grazie a rulli riscaldati ad alta pressione, la resina penetra in milioni di filamenti di fibra di carbonio.

Dove si raffredda, la resina liquida si trasforma in un gel in modo che alla stazione successiva la carta possa essere rimossa. Nella stazione successiva, la parte superiore del foglio prepreg è ricoperta da un film di Mylar. Successivamente, il foglio viene avvolto in un rotolo. Nel laboratorio della fabbrica, i tecnici eseguono test di controllo qualità sui campioni di prepreg. Tali test assicurano che la fibra di carbonio abbia forza, durata e resistenza al calore ottimali.

Inutile dire che i produttori di tutto il mondo impiegano varie tecniche che sono segreti aziendali, ma in generale, il suddetto processo di produzione della fibra di carbonio è quello che tutti seguono.