Fabricacion de Placas de Fibra de Carbono

Mecanizar placas de fibra de carbono, tal y como ya he contado en una entrada anterior, puede tener multitud de aplicaciones diferentes, muy útiles, sobretodo porque aprovechamos la tremenda rigidez de este material, y el bajo peso. No así su coste, que lamentablemente, es bastante alto. Pero gracias a mi mujer, se me ocurrió una forma de abaratar los costes de producir placas de fibra de carbono:

Desde hace un tiempo, tengo almacenado una partida de un material un poco peculiar al que no le he podido dar salida hasta ahora. Se trata de un refuerzo para forjados de construcción, unas laminas de fibra de carbono unidireccional ya laminado y curado y con capas de protección de Peel Ply. En la foto podéis ver que vienen en un formato de laminas de carbono enrolladas de 50m de largo, con una sección de 50×1,5mm

Las características técnicas están en esta dirección

Visualmente son placas rígidas, que se pueden romper con la mano si las forzamos en dirección perpendicular a las fibras, pero que si las intentamos romper en el sentido de la fibra, es prácticamente imposible. Ya os digo, se usan para pegarlas en los techos, y reforzar edificios enteros…

Pues lo que se nos ocurrió fue aprovechar estas laminas para ponerlas una al lado de la otra y formar una superficie. Al ser unidireccional, habría que usar dos capas, pero orientándolas perpendicularmente, tendremos una gran rigidez en dos direcciones, que es básicamente lo que tenemos con la tela trenzada de fibra de carbono, a +-45º. Luego añadiendo una capa de tela normal de carbono por encima y por debajo del paquete, tendremos una placa teóricamente rígida, y con un acabado de fibra de carbono visto muy bonito.

Al menos esta es la teoría. Vamos a ver que pasa en realidad:

En primer lugar este es el producto mbrace laminado que os comentaba:



He conseguido dos tableros de melamina, que me van a hacer de molde, sera donde apliquemos la resina, y sera lo que nos copie la forma plana y la superficie lisa a nuestra placa de carbono. Por supuesto hay que aplicar unas buenas capas de desmoldeante industrial. Mientras seca, procedo a cortar las laminas de Mbrace en tiras de forma que cubran la superficie de carbono que quiero hacer:



Primero una capa, luego la otra. En esta imagen todavía tiene la capa de Peel Ply de protección, que por supuesto habrá que retirar antes de aplicar la resina. Corto las láminas de forma que cubran la superficie que quiero hacer, en un angulo de 45º. Hago lo mismo con otra capa igual orientada a -45º



Corto también las dos telas, superior e inferior, de la medida correspondiente:



Así que toca pringarse de resina. Lamentablemente, no me quedaba mucha resina en casa, justo 75 gr, no se si sera suficiente, así que tendré que racionarla debidamente, corriendo el riesgo de que no quede bien del todo. Primera capa de fibra empapada de resina:



Luego coloco las laminas que he cortado quitándoles el Peel Ply, por supuesto, y untándolas bien de resina:



Luego la otra capa después formando los -45º, y por ultimo la tela de carbono. Luego coloco el tablero de melamina encima, y a apretar fuerte:



Cuanto mas apriete, mas presión, y mas escurriré la resina, mas compactara todo y mejor quedara la placa, así que le pongo encima todo el peso que puedo.

Al día siguiente, con la resina curada, toca desmoldear: evidentemente ha sido facilísimo y este es el resultado.



Debo decir que ha sido una primera prueba, y justamente iba un poco corto de resina, así que lamentablemente se me han quedado algunas zonas sin empapar bien. Estéticamente no es valido, pero estructuralmente, ha quedado hecho un autentico ladrillo:

No se si se aprecia bien el detalle, pero os comento mis impresiones:

Una vez saneada, y recortado el exceso, queda un rectángulo de 3,7 +-0.1mm de espesor, tremendamente rígido. He intentado flexionarlo en todas las direcciones, incluso a torsión, y os aseguro que a mano, haciendo toda la fuerza que he podido, no logro flectarla prácticamente nada. Estructuralmente se comporta como una placa de carbono macizo tendría que comportarse. Eso si, sabiendo la dirección de las hebras que he colocado, seria interesante colocarla sabiendo esto, para aprovechar las direcciones de la máxima resistencia.

Estéticamente, salvo porque iba justo de resina, gracias a la presión la superficie ha quedado muy bien. Acabado mate, pero prácticamente pulido. Algunos poros que se pueden tapar, pero en general la pieza no necesitaría un posterior lijado para montarla en un chasis, simplemente meterla en la fresa y cortar la geometria que queramos.

Después de esta experiencia, se me ocurren así como 5 o 6 aspectos a mejorar que pueden hacer la fabricación de estas placas mucho mas eficiente. Pero como primera experiencia, me quedo muuuy satisfecho.

Pero… Para que sirve esto? En otra entrada he estado comentando lo que se puede hacer con el corte de fibra de carbono, y como con placas se pueden obtener piezas muy interesantes en fibra de carbono, tanto con función estructural (chasis de coches Rc, aviones, soportes para moto, etc…) como con función estética (colgantes, adornos, llaveros, etc..). La principal ventaja de este método, es el poder aprovechar un material del que pensaba no se podía aprovechar nada, y que teniéndolo ahí, al final sirve para algo. A modo de calculo aproximado:

Para fabricar una placa de 1m2 de carbono, pongamos de 4mm de espesor, hace falta lo siguiente:

En términos generales, 3 capas de carbono de un gramaje de 300 (el mas común) hacen un espesor de 1mm, por lo que necesitaríamos 12 capas de 1m2 de carbono

Para pegar todas estas capas se necesitan unos 1250gr de resina Epoxy
Con este proceso, 10 de las capas las sustituyo por material que ya tengo, por lo que me sale mas económico, y menos laborioso, por supuesto.

Conforme vaya avanzando ire colgando aqui mas progresos.