Ligera y extremadamente rígida, la fibra de carbono ha cambiado las reglas del juego para las industrias aeroespacial y de automovilismo. Algunos, como el BMW i3, introducen chasis de fibra de carbono en sus coches de carretera, pero hablando de este material, es natural imaginar un producto muy caro.
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Producción rentable de fibra de carbono
El alto costo se debe a la naturaleza del material y su proceso de fabricación. La fibra de carbono es una fibra que se fabrica exprimiendo una materia prima en fibras alargadas, tejiéndolas en una tela tejida, mezclándola con resina y curándola.
La fabricación de piezas con fibra de carbono es un proceso manual, de alta resistencia y especializado. El técnico lamina varias láminas de tela de fibra de carbono en el molde y aplica un oxidante a todas las capas para ayudar a unir y aumentar la resistencia del material. A continuación, cada pieza se envía a un autoclave bajo una atmósfera controlada por vacío, donde la pieza se endurece y se endurece mucho. Después del proceso de curado, las piezas se recortan y se terminan.
Aplicación práctica de la fibra de carbono
Si nos fijamos en el volumen de un equipo de carreras, como en la Fórmula 1, veremos que el volumen de piezas muy específicas que realmente pueden cambiar de una carrera a otra es muy bajo. En una industria en la que el dinero no es el objetivo, no tiene sentido automatizar el proceso si solo se producen dos coches y está en constante cambio. La automatización de estos procesos manuales es muy difícil y, como tal, ha resultado difícil encontrar una forma rentable de producir piezas de fibra de carbono.
El enfoque de BMW para producir fibra de carbono rentable todavía se basa en un estilo de producción intensivo en mano de obra. Sin embargo, se ha avanzado con el uso de múltiples socios, robots para el posicionamiento de materiales y enormes prensas en fábricas de última generación para satisfacer la demanda de materiales. El objetivo es reducir los costes mediante la producción en masa.
Compuestos forjados
Lamborghini, junto con Boeing, ha desarrollado una alternativa interesante. Este proceso se denomina “compuesto forjado” y consiste en impregnar fibra de carbono con resina picada en un molde que se somete a calor y presión. Al igual que en la fabricación normal de polímeros, las piezas se pueden quitar y recortar en solo unos minutos. Los compuestos forjados se pueden automatizar fácilmente mediante el uso de un solo molde para producir múltiples piezas. El producto final no se parece al patrón clásico de fibra de carbono al que estamos acostumbrados, pero sigue siendo muy fuerte y ligero.
El Lamborghini Sesto Element es un automóvil de edición especial diseñado para mostrar la tecnología de compuestos forjados. Con alrededor del 80% del peso en vacío compuesto por piezas “compuestas forjadas”, el vehículo pesa solo 999 kg (aún más impresionante teniendo en cuenta que tiene un enorme motor V10 de 5.2L en su parte trasera).
La reducción de peso puede ahorrarle millones de dólares
Además, los fabricantes de aviones están teniendo un gran interés en aumentar la rentabilidad de la producción de fibra de carbono. El aligeramiento supone un importante ahorro de combustible, y cuando una aerolínea transporta cientos de pasajeros, una ligera reducción del peso de un asiento, por ejemplo, puede ahorrar millones de libras si se tiene en cuenta toda la flota de la aerolínea.