Este navegador não suporta o elemento de vídeo.o que aconteceu?50 anos depois ainda é um material exótico. Claro, o Batman tem-no no fato, carros caros têm manchas dele nos painéis e partes de desempenho, mas a 10 dólares o quilo na ponta baixa, ainda é demasiado caro para ser usado em larga escala. Estamos a usar isto há décadas. Onde está a lei da ciência dos materiais de Moore para tornar isto barato? Porque é que isto ainda é tão caro?

acontece que, mesmo meio século depois, este material é ainda uma grande dor na bunda para fazer.antes da fibra de carbono se tornar fibra de carbono, ela começa como um material de base—geralmente um polímero orgânico com átomos de carbono ligando-se longas cadeias de moléculas chamadas poliacrilonitrilo. É uma grande palavra para um material semelhante às acrílicas em camisolas e tapetes. Mas ao contrário das acrílicas de chão e vestuário, o tipo que se transforma num material mais forte e mais leve do que o aço tem um preço mais alto. Um preço inicial de três ish-Dólar por libra pode não parecer exorbitante, mas em sua fabricação, os picos do número.

Ver, para obter a parte de carbono da fibra de carbono, metade do material de base acrílico precisa ser expulso. “O produto final vai custar o dobro do que você começou porque metade queima”, explica Bob Norris do grupo de compositores de matriz de polímeros do Oak Ridge National Laboratory. “Antes mesmo de contabilizar energia e equipamentos, o precursor no produto final é algo em torno de US $5 por libra.”

That price – $ 5 a pound-is also the magic number for getting carbon fiber into mainstream automotive applications. Sete ossos bastam, mas cinco farão o maior splash. Assim, na sua forma actual, o material de base, por si só, já fez explodir o orçamento.

Há mais. Forçar o acrílico a largar os seus átomos não-Carbono requer máquinas monstruosas e muito calor. O primeiro de dois grandes passos de processamento é a estabilização da oxidação. Aqui as fibras são continuamente alimentadas através de fornos de 50-100 pés de comprimento bombeando calor na gama de várias centenas de graus Celsius. O processo demora horas, por isso é um enorme Devorador de energia.

depois o material passa por uma carbonização. Embora os fornos aqui sejam mais curtos e não funcionem por muito tempo, eles operam em temperaturas muito mais altas—estamos tomando cerca de 1000 graus Celsius para o passo inicial antes e, em seguida, outra rodada de aquecimento com temperaturas ainda mais altas. É uma conta de energia em que nem sequer queres pensar.e não acaba aqui. Os fabricantes também têm que lidar com o acrílico que não se aguenta durante o processo de aquecimento. Os gases têm de ser tratados para não envenenarem o ambiente. Não é barato ser verde. “É muita energia, muito imobiliário e muito equipamento grande”, diz Norris. E isso é apenas na fabricação das próprias fibras individuais.

vamos dar um segundo para falar sobre onde estamos no processo de fabrico, e onde estamos a tentar chegar. Aquele incrível, duro como pedra, ultra-luz, painel brilhante com as suas extensões visíveis é o que se pensa quando se pensa em fibra de carbono, certo? Bem, acabamos de fazer os fios; ainda temos de os arranjar numa estrutura que tire partido da força unidireccional do material e os una.”cravar o produto tecido” significa assegurar que todos os fios estão a puxar o seu peso. “Você tem que estar preocupado que as fibras são todas paralelas e estão todas esticadas uniformemente”, explica Rob Klawonn, presidente do fabricante de fibra de carbono, Toho Tenax America. Um fio ondulado em uma estrutura vai colocar estresse extra em uma fibra reta, e essa reta vai acabar quebrando primeiro. Para compensar a possibilidade de uma tecelagem imperfeita, os fabricantes podem thread em dez por cento mais das fibras já caras do que é necessário.

Sozinho, Os fios não são a coisa forte que os fabricantes precisam. São reforçadores como o aço em betão. Neste momento, as fibras de carbono funcionam com uma resina termosset. Juntos eles fazem um composto que pode ser manipulado para tomar uma certa forma. O problema é que uma vez que a resina foi moldada e curada em um autoclave, essa forma não pode ser modificada sem mexer com a integridade estrutural do produto. Um pequeno erro significa muito desperdício de tempo. A termorredução leva mais de uma hora, o que é muito tempo considerando a rapidez com que a indústria automotiva carimba os painéis de carroçaria.por isso, a fibra de carbono não requer apenas uma dose de génio para a colocar numa classe de preço mais baixo, requer uma revisão completa dos sistemas. Tal como acontece com qualquer coisa que ofereça uma grande recompensa financeira, a indústria está a tratar disso.

imagem de forno Industrial cortesia da Harper International.

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