O que é fibra de carbono forjada? O Guia Definitivo de Compósitos Forjados

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 sarga 2x2 ou tecelagem diagonal. A partir daí, é colocado em um molde, infundido com resina e curado para se tornar uma peça rígida de fibra de carbono. Dito tudo; Uma peça sai parecendo mais ou menos assim:Na foto: Relógio de fibra de carbono feito com pedaços de um carro real de Fórmula 1. Tecido de fibra de carbono com trama sarja.
Outra fibra de carbono tecido comum é a 1x1, também conhecida como trama simples.
  Na foto: caneta Carbon Fiber Gear Stealth 2.0 com fibra de carbono de trama lisa.
Essas são algumas das formas mais comuns de tecido e visto pela fibra de carbono em suas partes finais. Provavelmente é o que você já viu em coisas desde quadros de bicicleta até os painéis originais do painel de um Tesla.
 

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

A principal diferença entre fibras de carbono trançadas comuns e Fibra de Carbono Forjada (também conhecida como Composto 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 totalmente aleatoriamente, então cada produto acabado de Carbono Forjado será único para si.
O produto final tem uma estética totalmente diferente de sua contraparte tecida, que se parece mais com uma fibra de carbono marmorizada do que com um tecido tecido:  

3. Como é feita a Fibra de Carbono Forjada?

Então, como chegamos a um produto final tão drasticamente diferente? Com o Carbono Forjado/Compósito Forjado, as fibras de carbono fragmentadas são normalmente colocadas em um molde de compressão. A resina é infundida por dentro, e tudo é então comprimido no molde usando muita pressão (entendeu, molde de compressão):
Na foto: prensas hidráulicas Langzauner, produzindo peças de fibra de carbono para SMC.
Esse processo é semelhante à forja de metais, daí o nome Carbono Forjado. Tecnicamente, o método de moldagem por compressão é a única forma autêntica de chamar algo de forjado. Existem algumas outras formas de conseguir o visual do Carbono Forjado sem precisar de um molde de compressão que vale a pena discutir.
 

FIBRA DE CARBONO FORJADA PRÉ-PREG

Se você não conhece o pré-pregado, é um conceito bem simples. Normalmente, ao fazer uma peça de fibra de carbono, você pega um tecido seco, coloca-o em um molde e então infunde (ou seja, impregna) o material com uma resina epóxi. Existe todo um processo para garantir que você está usando a melhor proporção de resina em relação ao tecido (talvez um tema para outro post?). Por outro lado, o pré-preg é "pré-impregnado" com a resina epóxi (na proporção perfeita) quando você recebe o material. Pré-grávida é excelente, mas é cara, exige armazenamento a frio e eventualmente expira se não for usada.
Voltando à fibra picada pré-impregnada, ela basicamente chegaria em uma folha que você poderia sobrepor sobre um produto existente ou usar na camada externa do molde para obter o visual de Carbono Forjado sem usar molde de compressão.
 

TECIDO FORJADO POR CARBONO SECO

Um material único que encontramos foi um tecido seco de Carbono Forjado. Esse material funde uma camada de fibras cortadas com um fino suporte de fibra de carbono não tecido.Isso mantém todas as fibras picadas juntas delicadamente, que podem ser aplicadas em resina epóxi para completar seu projeto. Essa é uma excelente alternativa ao pré-impregnado, já que não possui resina e, portanto, não precisa de armazenamento a frio nem data de validade. Ainda é um material caro, e você precisará ser capaz de aplicar a resina no material para criar a peça finalizada.
Aqui está um exemplo de como uma peça foi feita usando esse material:
 

COLOCANDO MANUALMENTE FIBRAS PICADAS

A alternativa mais barata é comprar fibras picadas, normalmente vendidas por libra e em diferentes comprimentos. Você pode então colocar essas fibras em um molde manualmente ou sobrepor um produto existente quando estiver procurando, só para conseguir a estética.

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


 

4. Quando faz sentido usar carbono forjado?

Além de tentar conseguir o visual Forged Carbon, por que você usaria sobre um tecido tecido?
Ótima pergunta. Fico feliz que você perguntou! Existem dois motivos principais para você escolher um Forged Carbon: formato e velocidade.
Com um tecido tecido, existem algumas limitações nas formas que você pode fazer. Coisas como um canto de 90 graus são impossíveis de fazer com um tecido tecido porque você simplesmente não consegue amassar o material perfeitamente no canto.
Pode ser muito demorado colocar um tecido tecido, com muita margem para erros. Carbono forjado pode ser feito em qualquer formato (o molde é seu limite), e você pode produzir peças super rápido. Além disso, você pode fazer uma peça tridimensional sólida que pode ser usinada ainda mais.
 

5. Fibra de carbono forjada é cara?

Quando você fala em usar Carbono Forjado em um ambiente de produção para produzir grandes volumes de peças, você precisa seguir o caminho da moldagem por compressão mencionada acima.
Uma das desvantagens é que o custo inicial de fazer um molde de compressão (sem falar na possibilidade de fazer molde por compressão) é muito mais caro do que os moldes padrão, que já não são baratos. Essa é uma das razões pelas quais só faz sentido considerar o Carbono Forjado quando você está produzindo toneladas e toneladas de peças, para ajudar a distribuir os custos iniciais em cada peça.
Vamos colocar alguns números por trás disso para que você tenha uma compreensão precisa do que pensar. Digamos que custe $25.000 para fazer seu molde de compressão inicial. Depois, custa $100 para fazer cada peça. Se você montar apenas uma peça desse molde, essa peça vai custar um total de $25.100. Se você conseguir fabricar 10.000 peças com isso, seu custo por peça vira $102,50. O custo inicial do molde adicionava apenas $2,50 (2,5%) por peça nesse volume.  

6. Fibra de carbono forjada é melhor?

Vale destacar que os aficionados por fibra de carbono apontam que você pode fazer uma peça mais resistente com tecido tecido padrão. O tecido tecido pode ser mais forte e durável devido ao controle de sua resistência à tração, ou seja(s) na(s) direção(ões) em que o tecido está alinhado. Você tem controle total sobre a resistência, enquanto as fibras cortadas são curtas e não alinhadas em uma direção específica.
Cada método tem seus prós e contras, e depende da aplicação e do produto final qual método faz mais sentido. Os principais fatores e requisitos a serem considerados são (sem ordem específica):

• Estética
• Força
• Volume de partes
• Formato
• Custo
• Tempo

 
 

7. Como começaram os compósitos forjados

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 desenvolveu ainda mais o projeto com Callaway e Lamborghini ao mesmo tempo.
Esse desenvolvimento inicial leva a dois lançamentos principais de produtos. De Callaway veio o piloto do Diablo Octane:
Ao mesmo tempo, a Lamborghini desenvolveu um carro-conceito que você talvez se lembre, chamado Sesto Elemento:
Essa foi a oportunidade da Lamborghini de mostrar como os Forged Composites podem ser usados em um veículo, e o Sesto Elemento foi uma homenagem a isso. Todo o chassi monocoque, os braços de suspensão e muitas outras peças foram feitos de compósitos forjados.
Desde o lançamento do conceito, a Lamborghini tem usado o material em cada vez mais veículos populares, como no Huracán Performante:

8. Demanda por Carbono Forjado

O lançamento altamente divulgado do material pela Lamborghini realmente ajudou a impulsioná-lo para o mainstream e popularizou o Forged Carbon como uma alternativa aos tecidos tradicionais. Mesmo em nossa própria base de clientes com produtos de estilo de vida, temos visto cada vez mais demanda por produtos.