Aplicações para CFRP incluem o seguinte:
Aeroespacial engineeringEdit
O Airbus A350 XWB é construída de 52% CFRP, incluindo longarina e componentes de fuselagem, ultrapassando o Boeing 787 Dreamliner para a aeronave com a maior relação de peso de CFRP, que é de 50%. Este foi um dos primeiros aviões comerciais a ter asas feitas de compósitos. O Airbus A380 foi um dos primeiros aviões comerciais a ter uma caixa central de asas feita de CFR, é o primeiro a ter uma seção transversal de asas suavemente contruída em vez de as asas serem divididas em secções. Esta secção transversal contínua e fluente optimiza a eficiência aerodinâmica. Além disso, a borda de trilha, juntamente com a antepara traseira, empenagem e fuselagem não pressurizada são feitas de CFRP. No entanto, muitos atrasos adiaram as datas de entrega da encomenda por causa de problemas com o fabrico destas peças. Muitos aviões que usam CFRP sofreram atrasos com as datas de entrega devido ao relativamente novos processos usados para fazer CFRP componentes, considerando que as estruturas metálicas têm sido estudados e utilizados em fuselagens de anos, e os processos são relativamente bem compreendido. Um problema recorrente é o acompanhamento do envelhecimento estrutural, para o qual são constantemente investigados novos métodos, devido à natureza incomum multi-material e anisotrópica do CFRP.
In 1968 a Hyfil carbon-fiber fan assembly was in service on the Rolls-Royce Conways of the Vickers VC10s operated by BOAC.designers e fabricantes especializados de aeronaves e compositores escalados fizeram uso extensivo de CFR em toda a sua gama de design, incluindo a primeira nave espacial tripulada privada One. O CFR é amplamente utilizado em veículos de micro-ar (MAVs) devido à sua elevada relação resistência / peso.
Automotiva engineeringEdit
CFRPs são extensivamente utilizados em corridas de automóveis de luxo. O alto custo da fibra de carbono é mitigado pela relação força-peso insuperável do material, e baixo peso é essencial para Corrida de automóveis de alto desempenho. Os fabricantes de carros de corrida também desenvolveram métodos para dar resistência a peças de fibra de carbono em uma determinada direção, tornando-o forte em uma direção de carga, mas fraco em direções onde pouca ou nenhuma carga seria colocada sobre o membro. Inversamente, os fabricantes desenvolveram extensões omnidirecionais de fibra de carbono que aplicam força em todas as direções. Este tipo de montagem de fibra de carbono é mais amplamente utilizado na “célula de segurança” conjunto de chassis monocoque de corrida de alto desempenho-carros. O primeiro chassis monocoque de fibra de carbono foi introduzido na Fórmula 1 pela McLaren na temporada de 1981. Foi projetado por John Barnard e foi amplamente copiado nas temporadas seguintes por outras equipes F1 devido à rigidez extra fornecida para o chassis dos carros.muitas supercares ao longo das últimas décadas incorporaram o CFRP extensivamente em sua fabricação, usando-o para seu chassis monocoque, bem como outros componentes. Já em 1971, a Citroën SM oferecia rodas de fibra de carbono leves opcionais.o uso do material foi mais facilmente adotado pelos fabricantes de baixo volume, que o usaram principalmente para criar painéis de carroçaria para alguns dos seus carros de alta gama devido ao seu aumento de resistência e peso reduzido em comparação com o polímero reforçado com vidro que usaram para a maioria dos seus produtos.
engineeringEdit
CFRP tornou-se um material notável em aplicações de engenharia estrutural. Estudou em um contexto acadêmico sobre seus potenciais benefícios na construção, também provou ser rentável em uma série de aplicações de campo fortalecendo estruturas de concreto, alvenaria, aço, ferro fundido e madeira. A sua utilização na indústria pode ser tanto para a retromontagem para reforçar uma estrutura existente, como como um material de reforço alternativo (ou pré-tensão) em vez de aço, desde o início de um projecto.a retromontagem tornou-se o uso cada vez mais dominante do material na engenharia civil, e as aplicações incluem o aumento da capacidade de carga de estruturas antigas (tais como pontes) que foram projetadas para tolerar cargas de serviço muito mais baixas do que as que estão experimentando hoje, retromontagem sísmica e reparação de estruturas danificadas. A retromontagem é popular em muitos casos, uma vez que o custo da substituição da estrutura deficiente pode exceder grandemente o custo do reforço através da utilização de CFRP.aplicado a estruturas de betão armado para a flexura, o CFR tem normalmente um grande impacto na resistência (dobrar ou mais a resistência da secção não é incomum), mas apenas um aumento moderado na rigidez (talvez um aumento de 10%). Isto porque o material utilizado nesta aplicação é tipicamente muito forte (por exemplo, força de ruptura à tração de 3000 MPa, mais de 10 vezes aço leve), mas não particularmente rígido (150 a 250 GPa, um pouco menos que Aço, é típico). Como consequência, apenas pequenas áreas transversais do material são utilizadas. Pequenas áreas de resistência muito alta, mas material de rigidez moderada irá aumentar significativamente a força, mas não a rigidez.o CFR também pode ser aplicado para aumentar a resistência ao cisalhamento do concreto armado, embrulhando tecidos ou fibras em torno da seção a ser reforçada. Envolver em torno de seções (como pontes ou colunas de construção) também pode aumentar a ductilidade da seção, aumentando muito a resistência ao colapso sob o carregamento de terremotos. Este “retrofit sísmico” é a principal aplicação em áreas propensas a terramotos, uma vez que é muito mais económico do que métodos alternativos.
Se uma coluna é circular (ou quase), um aumento da capacidade axial também é alcançado por embalagem. Nesta aplicação, o confinamento do revestimento CFR aumenta a força de compressão do betão. No entanto, embora grandes aumentos são alcançados na carga derradeira colapso, o concreto vai rachar com apenas uma carga ligeiramente melhorada, o que significa que esta aplicação é apenas ocasionalmente usada. O módulo de elasticidade CFR (com módulo de elasticidade de 420 GPa ou mais) é um dos poucos métodos práticos de fortalecimento de vigas de ferro fundido. Em uso típico, ele é ligado à flange de tração da seção, aumentando a rigidez da seção e baixando o eixo neutro, reduzindo assim grandemente a tensão máxima de tração no ferro fundido.
nos Estados Unidos, tubos de cilindro de betão pré-estressado (PCCP) são responsáveis por uma grande maioria das redes de transmissão de água. Devido ao seu grande diâmetro, falhas do PCCP são geralmente catastróficas e afetam grandes populações. Aproximadamente 19.000 milhas (31.000 km) de PCCP foram instalados entre 1940 e 2006. A corrosão na forma de embrittlement de hidrogênio tem sido responsabilizada pela deterioração gradual dos fios de pré-tensão em muitas linhas PCCP. Ao longo da última década, os CFR têm sido utilizados para a linha interna PCCP, resultando em um sistema de fortalecimento totalmente estrutural. Dentro de uma linha PCCP, o invólucro CFR funciona como uma barreira que controla o nível de tensão experimentado pela garrafa de aço no tubo hospedeiro. O invólucro compósito permite que a garrafa de aço execute dentro da sua gama elástica, para garantir que o desempenho da conduta a longo prazo é mantido. Os projectos de revestimento CFR baseiam-se na compatibilidade da estirpe entre o revestimento e o tubo de recepção.
CFR é um material Mais caro do que os seus homólogos na indústria da construção, polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP) e polímero reforçado com fibra de aramida (AFRP), embora CFR é, em geral, considerado como tendo propriedades superiores. Continua a ser feita muita investigação sobre a utilização de CFR, tanto para a retromontagem como como alternativa ao aço como material de reforço ou de pré-tensão. O custo continua a ser um problema e questões de durabilidade a longo prazo ainda permanecem. Alguns estão preocupados com a natureza frágil do CFR, em contraste com a ductilidade do aço. Embora os códigos de design tenham sido elaborados por instituições como o American Concrete Institute, continua a haver alguma hesitação entre a comunidade de engenharia sobre a implementação destes materiais alternativos. Em parte, isso se deve à falta de padronização e à natureza proprietária das combinações fibra e resina no mercado.
microelectrodesEdit De Fibra De Carbono
fibras de carbono são usadas para fabricação de microelectrodes de fibra de carbono. Nesta aplicação tipicamente uma única fibra de carbono com diâmetro de 5-7 µm é selada em um capilar de vidro. Na extremidade o capilar é selado com epóxi e polido para fazer microelectrode de disco de fibra de carbono ou a fibra é cortada a um comprimento de 75-150 µm para fazer eletrodo de cilindro de fibra de carbono. Microelectrodes de fibra de carbono são usados em amperometria ou voltametria cíclica de Varredura rápida para detecção de sinalização bioquímica.
Esportes goodsEdit
CFRP é agora amplamente utilizado em equipamento de esportes como no squash, ténis, e de raquetes de badminton, esporte kite mastros, de alta qualidade seta eixos, tacos de hóquei, varas de pesca, pranchas de surf, high-end nadadeiras, remo e conchas. Atletas amputados como Jonnie Peacock usam lâminas de fibra de carbono para correr. É usado como uma placa de haste em alguns tênis de basquete para manter o pé estável, geralmente correndo o comprimento do Sapato pouco acima da sola e deixado exposto em algumas áreas, geralmente no arco.em 2006, tacos de críquete com uma fina camada de fibra de carbono na parte de trás foram introduzidos e usados em jogos competitivos por jogadores de alto perfil, incluindo Ricky Ponting e Michael Hussey. A fibra de carbono foi reivindicada para meramente aumentar a durabilidade dos morcegos, mas foi proibida de todas as partidas de primeira classe pelo TPI em 2007.uma estrutura de bicicleta CFR pesa menos do que uma de aço, alumínio ou titânio com a mesma resistência. O tipo e orientação da tecelagem de fibra de carbono pode ser projetado para maximizar a rigidez em direções necessárias. Os quadros podem ser ajustados para abordar diferentes estilos de equitação: os eventos de sprint exigem quadros mais flexíveis, enquanto os eventos de endurance podem exigir quadros mais flexíveis para o conforto do motociclista durante períodos mais longos. A variedade de formas em que pode ser construído tem maior rigidez e também permitiu seções de tubo aerodinâmico. Garfos CFR, incluindo coroas de garfo de suspensão e bois, guiadores, assentos e pedaleiras estão se tornando mais comuns em bicicletas de médio e de preço mais elevado. As jantes CFR permanecem caras, mas sua estabilidade em comparação com o alumínio reduz a necessidade de re-true uma roda e a massa reduzida reduz o momento de inércia da roda. Os raios CFR são raros e a maioria dos rodados de carbono retêm raios de aço inoxidável tradicionais. O CFRP também aparece cada vez mais em outros componentes, tais como peças de derailleur, alavancas e corpos de freio e metamorfo, carretéis de cassetes, ligações de suspensão, rotores de freio de disco, pedais, solas de calçado e carris de sela. Embora forte e leve, impacto, excesso de torqueamento, ou instalação inadequada de componentes CFRP resultou em rachaduras e falhas, que podem ser difíceis ou impossíveis de reparar.outras aplicações edit
a resistência ao fogo de polímeros e compostos termoconjuntos é significativamente melhorada se uma camada fina de fibras de carbono é moldada perto da superfície porque uma camada densa e compacta de fibras de carbono reflete eficientemente o calor.
CFR está a ser utilizado num número crescente de produtos de alta qualidade que requerem rigidez e baixo peso, incluindo: instrumentos musicais, incluindo arcos para violino; palhetas de guitarra, pescoços (varetas de fibra de carbono) e protetores de picaretas; conchas de tambor; cantores de gaita de foles; e instrumentos musicais inteiros, como violoncelos de fibra de carbono de Luis e Clark, violas e violinos; e guitarras acústicas de Blackbird e ukuleles; também componentes de áudio, como turntables e altifalantes.as armas de fogo usam-no para substituir certos componentes de metal, madeira e fibra de vidro, mas muitas das partes internas ainda estão limitadas a ligas metálicas, uma vez que os plásticos reforçados de corrente são inadequados.corpos de drones de alto desempenho e outros componentes de veículos e aeronaves controlados por rádio, tais como pás de rotor de helicópteros.postes leves, tais como: Pernas de tripé, postes de tendas, canas de pesca, tacos de bilhar, bengalas e postes de alto alcance, como para limpeza de janelas.Odontologia, postes de fibra de carbono são usados na restauração dos dentes tratados com canais de raiz.bogies ferroviários para o serviço de passageiros. Isso reduz o peso em até 50% em comparação com bogies metálicos, o que contribui para a economia de energia. Cartuchos de laptops e outros casos de alto desempenho.tecidos De Carbono. Arco E Flecha, flechas de fibra de carbono e parafusos, estoques e carril.como filamento para o processo de Impressão 3D de modelagem de deposição fundida, plástico reforçado com fibra de carbono (poliamida-filamento de carbono) é usado para a produção de ferramentas e peças robustas, mas leves, devido à sua alta resistência e comprimento de ruptura. reabilitação de condutas de aquecimento urbano, utilizando o método CIPP.