Plástico Reforçado com Fibra de Carbono (CFRP)

CFRP

Os plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP) são usados ​​há muito tempo em carros de corrida de alto desempenho. No entanto, o custo, bem como o tempo de fabricação dos componentes, tornou o CFRP proibitivo para aplicações de consumo. Mas isso está mudando.

Peso forte e leve

As peças feitas de plástico reforçado com carbono podem absorver doze vezes mais energia do que o aço, melhorando a segurança. O CFRP é cinquenta vezes mais leve que o aço e trinta vezes mais leve que o alumínio, o que torna um carro construído a partir dele significativamente mais eficiente em termos de combustível. Assim, as emissões de gases de efeito estufa são reduzidas. A BMW conta com a “célula do passageiro” para seus carros i8 e i3, fazendo a ponte entre os carros de corrida de fórmula um e o uso de veículos de consumo de ponta.

50 milhas por galão até 2025

Os padrões estabelecidos pela Administração Nacional de Segurança de Rodovias e Trânsito junto com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA exigem que até 2025 os automóveis devem atingir mais de 50 milhas por galão.

Tempos de ciclo rápido

Tempos de ciclo rápidos e resistência previsível são necessários para tornar um CFRP adequado para um componente automotivo. Essas peças incluem não apenas peças como painéis, protetores de pára-choques e painéis, mas também peças sob o capô. E hoje um painel pode ser feito tão rápido quanto um jarro de leite.

Fibra de vidro picada preenchida com resina

Desde a década de 1950, a indústria automobilística usa fibra de vidro picada preenchida com resina para fortalecer as peças de plástico dos automóveis. Atualmente, usando fibra de vidro e software CAD é possível construir tanques de óleo sob a carroceria com enchimento de vidro que atendem aos rígidos padrões de um caminhão SUV. E isso com a velocidade necessária para atender às necessidades econômicas. Mas há uma nova revolução na resina preenchida com fibra. Esta é uma fibra de carbono preenchida com plásticos moldáveis ​​por injeção. É muito mais forte do que a resina com enchimento de vidro e pesa muito menos.

Propriedades do plástico reforçado com fibra de carbono

• CFRP é condutor. Isso pode ser um sinal de mais ou de menos. Por exemplo, a indústria de serviços públicos exige que muitos produtos sejam feitos com fibras de vidro, visto que o vidro é um isolante. As escadas são feitas de fibra de vidro.
• CFRP pesa menos que fibra de vidro.
• E embora o CFRP pese menos, é mais forte e mais rígido do que os compostos de fibra de vidro. Quando comparada aos metais, uma parte de CFRP de resistência igual à do aço pesará 1/5 desse metal. E uma peça de alumínio pesará 1,5 vezes o peso de uma peça CFRP comparável com a mesma resistência.
• Custo:CFRP é atualmente muito caro.

Usos para plásticos reforçados com fibra de carbono

• Automotivo:em 2019, a GM introduziu uma carroceria robusta de fibra de carbono em sua picape Sierra Denali. As peças sob o capô também são feitas de CFRP.
• Artigos esportivos:devido ao seu peso leve e resistência, é usado para fazer tacos de golfe, esquis, pranchas de neve, raquetes, varas de pesca, tacos de hóquei, tacos, capacetes e bicicletas, bem como vários outros usos em artigos esportivos.
• Pás da turbina eólica:A força e rigidez do CFRP permitem pás da turbina eólica mais delgadas que são mais longas, leves e fortes. As lâminas resultantes são mais aerodinamicamente eficientes. Assim, as lâminas feitas de CFRP fornecem um menor custo de energia.
• Aeroespacial:O Airbus A350 XWB é 52% CFRP incluindo longarinas da asa e componentes da fuselagem, enquanto o Boeing 787 Dreamliner tem uma proporção de peso de 50% CFRP. O Airbus A380 tem uma caixa de asa central feita de CFRP permitindo que ele tenha uma seção transversal de asa suavemente contornada. Esta seção transversal de fluxo contínuo permite uma eficiência aerodinâmica aprimorada. A Spaceship One foi feita até com componentes CFRP.
• Médico:o CFRP é radiotransparente, o que significa que é transparente aos raios-X e aparece em preto nas imagens de raios-X. É usado em estruturas de imagem para apoiar membros.
• Militar:os militares usam CFRP para plataformas e estruturas de sistemas de foguetes e lançadores. É usado para fazer componentes para transportes militares e infraestrutura militar, como um hospital de campanha. Este material também é usado em capacetes de proteção e outros equipamentos pessoais, reduzindo o peso sem sacrificar a resistência. Até mesmo aviões e mísseis têm componentes CFRP em sua construção.