O que é fibra de carbono forjada? O guia definitivo para compostos forjados

Bem-vindo ao guia definitivo para carbono forjado, também conhecido como fibra de carbono forjada, também conhecido como compostos forjados. Vamos nos aprofundar em tudo, desde o que é, como é diferente da fibra de carbono padrão, quanto custa, como é feito e muito mais.


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Por que você deve confiar no que dizemos? Carbon Fiber Gear é especialista em fibra de carbono desde 2007. Nós vivemos isso. A maioria das pessoas que não conhece a fibra de carbono tende a pensar em coisas como peças de automóveis ou bicicletas. Nós fazemos produtos de estilo de vida como carteiras de fibra de carbono, capas de fibra de carbono para iPhone, anéis de fibra de carbono e ainda temos uma coleção de produtos forjados de fibra de carbono. Se você tem afinidade com o material de fibra de carbono e adora a ideia de incluí-lo em seu estilo de vida, você veio ao lugar certo.

Assim que terminar de ler isso, você será um especialista em fibra de carbono forjada. Use nosso índice para aprender sobre uma parte específica que você deseja saber, role e absorva tudo.


Neste artigo:

1. A fibra de carbono que você já conhece
2. O que é carbono forjado, também conhecido como composto forjado?
3. Como é feita a fibra de carbono forjada?
4. Quando faz sentido usar carbono forjado?
5. A fibra de carbono forjada é cara?
6. A fibra de carbono forjada é melhor?
7. Como os compostos forjados começaram
8. Demanda por carbono forjado

1. A fibra de carbono que você já conhece

A fibra de carbono que a maioria de nós está acostumada a ver no padrão que amamos começa com um tecido seco chamado sarja 2x2 ou ponto diagonal. A partir daí, ele é colocado em um molde, infundido com resina e curado para se tornar uma parte rígida de fibra de carbono. Tudo dito e feito; uma parte sai parecido com isto:

Na foto:relógio de fibra de carbono feito com bits de um carro de Fórmula 1 real. Tecido sarja em fibra de carbono.

Outra fibra de carbono tecida comum é a 1x1, também conhecida como trama simples.



Na foto:Caneta de fibra de carbono Gear Stealth 2.0 com fibra de carbono de tecido simples.

Essas são algumas das maneiras mais comuns pelas quais a fibra de carbono é tecida e vista em suas partes finais. Provavelmente é o que você já viu em coisas, desde quadros de bicicletas até painéis de instrumentos OEM de um Tesla.

Leia mais sobre os padrões de trama de fibra de carbono aqui:Fibra de carbono como você nunca viu antes.

2. O que é carbono forjado, também conhecido como composto forjado?

Fibra de carbono forjada vs. fibra de carbono, aqui vamos nós.

A principal diferença entre as fibras de carbono tecidas regulares e a fibra de carbono forjada (também conhecida como compósito forjado) é que ela é feita de uma pasta ou de pequenas fibras de carbono picadas. Não há um padrão distinto, pois as fibras são orientadas de forma inteiramente aleatória, de modo que cada produto acabado de carbono forjado será único.

O produto acabado tem uma estética totalmente diferente em relação ao seu homólogo tecido, que se parece mais com uma fibra de carbono marmorizada do que com um tecido:

3. Como é feita a fibra de carbono forjada?

Então, como chegamos a um produto final drasticamente diferente? Com carbono forjado / compósito forjado, as fibras de carbono picadas são normalmente colocadas em um molde de compressão. A resina é infundida dentro, e tudo é então comprimido junto no molde usando muita pressão (veja só, molde de compressão 😛):




Na foto:Prensas hidráulicas Langzauner, produzindo peças SMC de fibra de carbono. Fonte:Composites World.

Este processo é semelhante ao forjamento de metais, daí o nome Carbono Forjado. Tecnicamente, o método de moldagem por compressão é a única maneira autêntica de chamar algo de forjado. Existem algumas outras maneiras de obter a aparência de carbono forjado sem a necessidade de um molde de compressão que valha a pena discutir.

FIBRA DE CARBONO FORJADA PRÉ-PREGADA

Se você não está familiarizado com o prepreg, é um conceito muito simples. Normalmente, ao fazer uma peça de fibra de carbono, você pega um tecido seco, coloca em um molde e, em seguida, infunde (também conhecido como impregnar) o material com uma resina epóxi. Há todo um processo para garantir que você esteja usando a melhor proporção de resina para o tecido (talvez um tópico para uma postagem diferente?). Por outro lado, o pré-preg é “pré-impregnado” com a resina epóxi (em uma proporção perfeita) quando você obtém o material. O pré-impregnado é excelente, mas é caro, requer armazenamento refrigerado e, eventualmente, expira se não for usado.

De volta ao pré-impregnado de fibra picada, isso basicamente chegaria a você em uma folha que você poderia sobrepor sobre um produto existente ou usar na camada externa do seu molde para obter a aparência de carbono forjado sem usar um molde de compressão.

TECIDO SECO DE CARBONO FORJADO

Um material exclusivo que encontramos foi um tecido seco de carbono forjado fabricado pela Ulticarbon. Este material funde uma camada de fibras cortadas com um forro de fibra de carbono não tecido fino.



Isso mantém todas as fibras picadas juntas delicadamente, que podem então ter resina epóxi aplicada para completar seu projeto. Esta é uma excelente alternativa ao pré-impregnado, uma vez que não há resina e, portanto, não requer qualquer armazenamento refrigerado ou tem uma data de validade. Ainda é um material caro e você precisará ser capaz de aplicar sua resina ao material para criar sua peça acabada.

Aqui está um exemplo de como uma peça foi feita usando este material:

COLOCAÇÃO MÃO DE FIBRAS CORTADAS

A alternativa menos cara é comprar fibras picadas, normalmente vendidas por libra e em comprimentos diferentes. Você pode então colocar essas fibras em um molde manualmente ou sobrepor em um produto existente quando estiver procurando apenas obter a estética.




Na foto:Fibras de carbono picadas.
Fonte:ACP Composites

Você pode até pegar um tecido e cortá-lo você mesmo, como fizeram neste vídeo:

4. Quando faz sentido usar carbono forjado?

Além de tentar obter a aparência de carbono forjado, por que você usaria sobre um tecido?

Ótima pergunta. Estou feliz que você perguntou! Existem 2 razões principais para você escolher um carbono forjado:forma e velocidade.

Com um tecido tecido, existem algumas limitações quanto às formas que você pode fazer. Coisas como um canto de 90 graus são impossíveis de fazer com um tecido porque você simplesmente não pode amassar o material no canto perfeitamente.

Pode ser muito demorado colocar um tecido, com muito espaço para erros. O carbono forjado pode ser feito em qualquer formato (o molde é o seu limite) e você pode bombear as peças muito rapidamente. Além disso, você pode fazer uma peça tridimensional sólida que pode ser usinada posteriormente.

5. A fibra de carbono forjada é cara?

Quando você está falando sobre o uso de carbono forjado em um ambiente de produção para fazer um grande volume de peças, você precisa seguir a rota de moldagem por compressão mencionada acima.

Uma das desvantagens é o custo inicial de fazer um molde de compressão (sem falar na capacidade de fazer moldagem por compressão em primeiro lugar) é muitas vezes mais caro do que seus moldes padrão, que já não são baratos. Esta é uma das razões pelas quais só faz sentido considerar o carbono forjado quando você está bombeando toneladas e toneladas de peças, para que você possa ajudar a distribuir os custos iniciais por cada peça.

Vamos colocar alguns números por trás disso para que você possa ter uma compreensão precisa do que pensar. Digamos que custe US $ 25.000 para fazer seu molde de compressão inicial. Então, custa US $ 100 para fazer cada parte. Se você construir apenas uma peça desse molde, essa peça custará um total de $ 25.100. Se você puder fazer 10.000 peças com ele, seu custo por peça se torna $ 102,50. O custo do molde inicial adicionado apenas $ 2,50 (2,5%) por peça naquele volume.

6. A fibra de carbono forjada é melhor?

É importante notar que os aficionados da fibra de carbono apontam que você pode fazer uma parte mais resistente com tecido padrão. O tecido pode ser mais forte e durável por causa do controle de sua resistência à tração e da (s) direção (ões) em que o tecido está alinhado. Você tem controle total na força, enquanto as fibras picadas são curtas e não estão alinhadas em uma direção específica.

Cada método tem seus prós e contras, e realmente depende da aplicação e do produto final para saber qual método faz mais sentido. Os principais fatores e requisitos a serem considerados são (sem uma ordem específica):

• Estética
• Força
• Volume parcial
• Forma
• Custo
• Tempo

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7. Como os compostos forjados começaram

Durante um projeto para a Boeing, o Dr. Paolo Feraboli inventou a tecnologia para o que seria chamado de Compósitos Forjados pela Lamborghini. Em 2008, o Dr. Feraboli o desenvolveu ainda mais com Callaway e Lamborghini ao mesmo tempo.

Esse desenvolvimento inicial leva a dois principais lançamentos de produtos. Da Callaway veio o driver Diablo Octane:

Ao mesmo tempo, a Lamborghini desenvolveu um carro-conceito de que você deve se lembrar, chamado Sesto Elemento:




Esta foi a oportunidade da Lamborghini de mostrar como os Compósitos Forjados podem ser usados ​​em um veículo, e o Sesto Elemento foi uma homenagem a isso. Todo o chassi monocoque, braços de suspensão e toneladas de outras partes e peças foram todos feitos de Compósitos Forjados.




Desde o lançamento do conceito, a Lamborghini tem usado o material cada vez mais em seus veículos convencionais, como no Huracán Performante:




Como esses? Você vai adorar:

• Street Legal Pagani Zonda Revolucion
• Porsche Taycan com kit aeronáutico de fibra de carbono
• Ford GT500 com acessórios de fibra de carbono

8. Demanda por carbono forjado

O lançamento altamente divulgado do material pela Lamborghini realmente ajudou a colocá-lo no mercado e popularizou o carbono forjado como uma alternativa aos tecidos tradicionais. Mesmo em nossa própria base de clientes com produtos de estilo de vida, vimos cada vez mais demanda por produtos.