El preimpregnado de fibra de carbono es un producto intermedio importante de los materiales compuestos, que se compone de resinas de matriz (como epoxi, fenólica, bismaleimida, etc.) y fibra reforzada (como fibra de carbono, fibra de vidrio, fibra de aramida, fibra de basalto, etc.).

Composición del material y ventajas del preimpregnado de fibra de carbono

El preimpregnado de fibra de carbono se compone principalmente de materiales de refuerzo (hilo de fibra de carbono, resina epoxi) y papel desprendible, y se procesa mediante procesos como recubrimiento, prensado en caliente, enfriamiento, laminado y bobinado. Entre sus ventajas se incluyen:

1. Buenas propiedades mecánicas: la resistencia de la fibra de carbono puede alcanzar de 6 a 12 veces la del acero, mientras que la densidad es menor a 1/4 del acero.

2. Pocos defectos del producto: El preimpregnado puede reducir los defectos en el proceso de producción.

3. Control preciso del contenido de volumen de fibra: garantiza la consistencia del rendimiento del producto.

4. Rendimiento y características de procesamiento consistentes: adecuado para producción a gran escala.

5. Relación rendimiento/peso óptima: combina características de alta resistencia y ligereza.

Clasificación de preimpregnados de fibra de carbono

1. Prepreg unidireccional (UD): Las fibras están dispuestas en una sola dirección y son adecuadas para aplicaciones que requieren alta resistencia y alta rigidez.

   ■ 12K: 50~400 g/m²

   ■ 16K: 75~560 g/m²

   ■ 24K: 75~400 g/m²

   ■ 48K o 50K: 150~600 g/m²

2. Tejido preimpregnado: incluye tejidos de ligamento tafetán, sarga y tejidos sin rizo (tejidos multiaxiales).

   ■ Tejido liso: Bajo rendimiento de pavimentación, alta tasa de flexión de la fibra.

   ■ Sarga: Rendimiento de pavimentación medio, tasa de flexión de fibra media.

   ■ Tejido sin rizos: Rendimiento de pavimentación medio, sin flexión de fibras.

Proceso de preparación de preimpregnados de fibra de carbono

1. Proceso base disolvente: Adecuado para la preparación de preimpregnados de tejidos.

2. Proceso de preimpregnado termoendurecible de dos pasos: incluye el proceso de preparación de la película de resina y el proceso de impregnación, que es el proceso principal.

   ■ Preparación de la película de resina: Rodillo de recubrimiento de resina con película de PE Papel desprendible de película de resina

   ■ Impregnación: método de fusión en caliente

3. Proceso de un solo paso: alta eficiencia de producción, operación conveniente y confiable, pero gran pérdida de material y alto consumo de energía.

Aplicación de preimpregnado de fibra de carbono

1. Proceso de curado a alta temperatura con bolsas de vacío: se aplica a la industria aeroespacial, energía eólica, construcción naval, automoción, piezas interiores de tránsito ferroviario, etc.

2. Proceso de autoclave: se utiliza para productos compuestos y componentes estructurales de alta calidad.

3. Proceso de moldeo de preimpregnados (proceso PCM): adecuado para la producción de productos con formas complejas.

4. Proceso de bobinado de cinta preimpregnada/proceso de edición de hilo preimpregnado: se aplica a cañas de pescar, palos de golf, bastones de esquí, recipientes a presión de tuberías, etc.

Selección de procesos

En la selección de los procesos de fabricación es necesario tener en cuenta la categoría del producto y los requisitos de calidad y coste del cliente. En concreto:

1. Proceso de curado a alta temperatura con bolsas de vacío: adecuado para productos que requieren peso ligero, alta resistencia y alto rendimiento, como los campos aeroespacial y de energía eólica.

2. Proceso de autoclave: adecuado para la producción de productos compuestos y componentes estructurales de alta calidad, que pueden proporcionar una mejor precisión dimensional y calidad de superficie.

3. Proceso de moldeo de preimpregnados (proceso PCM): adecuado para la producción a gran escala de productos de formas complejas, con alta eficiencia de producción y bajo costo.

4. Proceso de bobinado de cinta preimpregnada/proceso de edición de hilo preimpregnado: adecuado para la producción de tiras largas o productos tubulares, como cañas de pescar, palos de golf y recipientes a presión para tuberías.

A través de la introducción anterior, podemos ver que el preimpregnado de fibra de carbono tiene una amplia gama de aplicaciones en el campo de los materiales compuestos. Su excelente rendimiento y sus procesos de preparación diversificados lo convierten en uno de los materiales indispensables en la industria moderna.