Fibra de carbono em aplicações aeroespaciais

Aeroespacial é uma indústria cheia de mudanças e inovações. Os engenheiros aeroespaciais têm trabalhado para tornar o voo mais seguro e sustentável, o que levou ao uso de materiais compostos de fibra de carbono em aviões, helicópteros e até ônibus espaciais.



A fibra de carbono é um material feito de átomos de carbono que são organizados em cristais longos e finos. O arranjo desses cristais torna a fibra de carbono extremamente forte para sua espessura, que é menor do que a de um fio de cabelo humano. A fibra de carbono combinada com o epóxi cria um material composto forte e leve que é amplamente utilizado em muitas indústrias.

Vantagens da fibra de carbono na indústria aeroespacial

A fibra de carbono é um material único que pode ser moldado com epóxi em quase qualquer forma, incluindo formas que não podem ser alcançadas com metais ou sem soldar várias peças e criar pontos fracos. Por isso, a fibra de carbono é um material versátil para ser usado na indústria aeroespacial, de assentos a quadros. Mas por que usar compostos de fibra de carbono na indústria aeroespacial? Aqui estão algumas das vantagens da fibra de carbono quando se trata de aplicações aeroespaciais:

Leve

Talvez uma das maiores vantagens da fibra de carbono para aplicações aeroespaciais seja o seu peso leve. O peso na indústria aeroespacial é importante porque desempenha um papel importante no consumo de combustível. Quanto mais leve um avião, helicóptero ou ônibus espacial, menos combustível é necessário para colocá-lo no ar. Além disso, aviões mais leves podem viajar mais longe com menos combustível, o que significa menos ou nenhuma parada para reabastecimento. O consumo de combustível é um fator extremamente importante nos custos e também na consciência ambiental.

Durável

A relação resistência / peso da fibra de carbono é surpreendente. Possui alta resistência à tração, o que significa que é incrivelmente resistente à quebra sob tensão. Na indústria aeroespacial, os componentes de fibra de carbono podem ajudar a melhorar a capacidade de sobrevivência a acidentes.

Compostos Híbridos de Metal

Uma desvantagem da fibra de carbono na indústria aeroespacial é que ela não é condutiva; ou seja, não conduz eletricidade. Os aviões geralmente estão sujeitos a quedas de raios, portanto, suas camadas externas precisam ser capazes de conduzir eletricidade para dissipar a eletricidade de quedas de raios e proteger qualquer pessoa dentro do plano. Atualmente, a fibra de carbono pode ser incorporada com fio metálico condutor, folha e malha para ajudar na condutividade. No entanto, novas aplicações envolvendo materiais compostos híbridos estão em desenvolvimento para tornar a fibra de carbono condutora sem comprometer outras vantagens.

Resistente à corrosão

Quando certos metais entram em contato, eles podem corroer uns aos outros. A fibra de carbono não causa corrosão em contato com metais ou com ela mesma. Isso significa que o uso de fibra de carbono na indústria aeroespacial pode melhorar a longevidade das peças de metal.

Resistente a Químicos

A fibra de carbono também é bastante resistente à exposição a produtos químicos. Não enfraquece, corroe ou desintegra-se como outros materiais quando exposto a produtos químicos fortes.

Resistente à temperatura

A maioria dos metais se expande e se contrai com base na temperatura do ambiente em que estão. No aeroespacial, as peças de metal estão sujeitas a mudanças de temperatura extremamente drásticas em poucos minutos durante a decolagem e o pouso. Compósitos como a fibra de carbono não se expandem e contraem tão drasticamente quando sujeitos a rápidas mudanças de temperatura, tornando-os mais duráveis ​​do que os metais.

Peças de fibra de carbono no aeroespacial

Hoje em dia, diferentes materiais compostos constituem cerca de 40% das aeronaves modernas. Mas onde estamos usando compósitos de fibra de carbono em aeronaves?



A fibra de carbono tem sido usada em quase todos os lugares em aeronaves, principalmente em aviões. Por exemplo, o avião de passageiros do Boeing 787 Dreamliner é composto de 50% de material composto por peso, com a maior parte do material composto sendo laminado de fibra de carbono ou sanduíche de fibra de carbono. Materiais de fibra de carbono constituem a fuselagem, ou corpo principal, do avião, bem como partes das asas e da cauda. A Boeing destaca que, além da eficiência de combustível, o uso de carbono e outros materiais compostos permite menos manutenção, uma vez que não corroem nem se cansam como os metais. Menos manutenção significa mais tempo de vôo, tornando os aviões de fibra de carbono mais lucrativos.



A fibra de carbono também é usada para substituir peças de metal em helicópteros, como as pás do rotor e a cauda. Também é aplicado para gabinetes de instrumentos, portas e componentes internos, como assentos. Embora o uso de fibra de carbono em formas menores possa não parecer que faz muita diferença, a diferença de peso pode aumentar quando os materiais mais pesados ​​são removidos. Além disso, por causa da resistência da fibra de carbono à corrosão e fadiga, usá-la para invólucros de instrumentos prolonga o uso desses instrumentos e os protege de danos.

Soluções de fundição de fibra de carbono da PCMI

Uma barreira para a fibra de carbono costuma ser seu custo. No entanto, a PCMI Manufacturing oferece um processo exclusivo de fundição de fibra de carbono que usa material de custo mais baixo e taxas de ciclo mais rápidas. Em média, nosso processo cria uma economia de custos de 20-30% em relação aos métodos de produção convencionais.



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