O papel da fibra de carbono na indústria automotiva
Seja melhorando um produto existente ou projetando um produto inteiramente novo, a seleção de um material automotivo é um passo muito importante para uma montadora,
Os compostos são a segunda maior classe de materiais depois de metais ferrosos e ligas (68% do peso do veículo) e possuem uma ampla gama de aplicações na indústria automotiva. Os plásticos são usados em componentes internos, conjuntos de portas e assentos, e representam cerca de 50% dos veículos comerciais. O uso de plásticos evoluiu ao longo do tempo, e os plásticos primitivos foram usados por causa de suas boas propriedades mecânicas, excelente aparência, autocoloração, etc. Mas agora, os plásticos são usados principalmente em automóveis, representando cerca de 10-15% do peso total do carro, devido ao seu peso leve, durabilidade, dureza, design flexível, resistência à corrosão, alto desempenho e baixo custo.
A mais recente tecnologia de materiais compostos oferece vantagens significativas em relação aos materiais convencionais na indústria automotiva. Hoje, os compósitos são um material promissor para muitas aplicações. Compostos plásticos reforçados com fibra são materiais mais leves que oferecem uma ampla gama de vantagens para a indústria automotiva devido à sua baixa densidade e energia potencial para reduzir o peso do veículo. Os compósitos são substituições ideais para estruturas metálicas que absorvem energia de impacto em aplicações veiculares e militares devido a características de desempenho de impacto melhoradas, capacidades de absorção de energia, resistência ao peso leve e corrosão. Excelente resistência à corrosão e outras propriedades químicas podem ajudar os fabricantes a prolongar a vida útil de componentes individuais e veículos inteiros. Melhorias no design de veículos, mudança de requisitos regulatórios, foco na sustentabilidade e uso de materiais leves em veículos resultaram em um enorme crescimento de componentes plásticos na indústria automotiva. Os plásticos podem ser moldados em geometrias complexas a partir de matérias-primas renováveis e possuem uma variedade de polímeros, o que os torna fáceis de substituir em várias partes e mais fáceis de encaixar em acessórios integrais. O aumento do uso de plásticos e sua aplicação em componentes externos e internos do veículo é retratado no gráfico.
A fibra de carbono refere-se a um material feito de átomos de carbono dispostos em cristais alongados e tecidos em um tecido. O tecido combinado com resina epóxi pode ser moldado em quase qualquer forma que não possa ser construída com materiais tradicionais, de modo que a indústria automotiva começou a usar fibra de carbono para criar componentes fortes e leves para aumentar a velocidade, melhorar a aerodinâmica e a eficiência do combustível. O Plástico Reforçado de Fibra de Carbono (CFRP) é um material composto durável, leve e caro, mas quando usado para fazer um corpo, é mais de 50% mais leve que um corpo de aço e 30% mais leve que um corpo de alumínio. Possui várias vantagens sobre metais tradicionais, resistência à tração, peso leve, resistência química, resistência à alta temperatura e baixa expansão térmica, tornando-o adequado para aplicações que requerem estruturas de suporte de carga, produz formas e peças complexas A fabricação e alta resistência à tração e compressão do CFRP fazem do CFRP uma potencial substituição para materiais tradicionais, como o aço em muitas aplicações, como painéis da carroceria, suspensão, direção, freios (carbon fibra reforçada de carboneto de silício), e Outros Acessórios. O CFRP ainda é usado principalmente para elementos não estruturais e decorativos, mas na última década houve progressos significativos nas aplicações estruturais e tem o potencial de fabricar estruturas de chassis, para-choques, suportes de motor, painéis de teto, para-lamas traseiros, capô e estrutura de enrijecido.
Como se pode ver a partir do número, em 2012, a indústria automotiva representou 5% do uso global de fibra de carbono (2.150 toneladas), e continuou a crescer nos anos seguintes. A razão é que as mudanças na legislação e as preferências dos consumidores estão forçando as montadoras a usar fibra de carbono para produzir veículos leves que consomem combustível de forma eficiente e emitem menos carbono quando em uso. De acordo com a previsão global do mercado de CRP para 2013, as aplicações de fibra de carbono na indústria automotiva devem crescer cerca de 34% ao ano, chegando a quase 23.000 toneladas até 2020.
Os materiais compostos têm potencial e excelentes possibilidades para a produção de componentes e estruturas automotivas leves. O Plástico Reforçado de Fibra de Carbono (CFRP), que possui propriedades diretamente relacionadas às necessidades da indústria automotiva, já está causando impacto, que também o está usando para fazer estruturas corporais e outros componentes automotivos. Embora plásticos e compósitos possam ser parte de uma grande solução para as montadoras, os custos de processamento dessas fibras são muito altos, e a pesquisa na produção de fibras e compósitos de baixo custo despertou o interesse da indústria, o que levou ao desenvolvimento de grandes componentes da carroceria veicular. É possível utilizar fibra em média e grande escala. Ajuda a reduzir o peso e melhorar a eficiência do combustível do veículo.
