FIBRA DE CARBONO
1. Introducción.
A comienzos de los 60, Colin Chapman introdujo el monocasco en la F1, colocando láminas delgadas alrededor del monocasco. Esta nueva tecnología incrementaría la rigidez del chasis. Más tarde, en los 70, el aluminio fue muy usado por los diseñadores, pero en las pruebas realizadas este material no ofrecía un buen "downforce" (apoyo aerodinámico). Hasta que John Barnard produjo el primer chasis monocasco de fibra de carbono. El ingeniero de McLaren encargó a la empresa aeroespacial "Hercules Aeroespace" la producción de dicho chasis, porque en McLaren no tenían los conocimientos y maquinaria necesarias para su producción. En 1981, los pilotos de McLaren probaron la seguridad y las ventajas de esta nueva forma de construir un chasis. John Watson finalizó en dos ocasiones segundo y ganó un GP en esa temporada. Andrea de Cesaris comprobó por si mismo la rigidez del chasis, debido a sus múltiples accidentes durante esa misma temporada (de ahí viene la animadversión de Ron Dennis hacia los pilotos italianos, aun están pagando los chasis que rompió De Cesaris)
2. Propiedades.
La fibra de carbono no es un material isótropo (son aquellos que presentan las mismas propiedades en cualquier dirección del material). Eso quiere decir que todas las fibras del material deben estar orientadas en la misma dirección que el esfuerzo que van a soportar. Si no fuese así, se produciría el efecto contrario. Para que lo entendáis, la madera tampoco es isótropa. En la siguiente tabla, se puede apreciar que la fibra de carbono es ¡¡¡¡tres veces más resistente y más de cuatro veces más ligera que el acero!!!!!!!:
3. Producción.
La fibra de carbono es un polímero de cierta forma de grafito en el que las láminas son largas y delgadas, con estructura de cintas. Los manojos de cintas se empaquetan entre sí para formar fibras, de ahí el nombre de fibra de carbono. Estas fibras se obtienen por calentamiento de otro polílmero, el poliacrilonitrilo, mediante un proceso que tiene varias etapas muy sencillas:
A) Formación, por calentamiento moderado, de enlaces intramoleculares C-N
B) Formación de dobles enlaces por calentamiento a 700 ºC
C) Unión de dos cadenas adyacentes al calentarlas a temperaturas entre 400 ºC y 600 ºC.
Podemos seguir calentando para seguir uniendo estas cintas con otras dando así la fibra de carbono. Todo ello se ve muy bien en esta figura:
Etapas de obtencion de la fibra de carbono
El paso final es la obtención de las fibras mediante un proceso de entrelazado en forma de láminas, mezclándolas con una resina epoxi (otro polímero). El resultado final es una lámina de color negro de fibra de carbono, que se puede usar para una gran variedad de productos.
4. Fabricación en la F1.
Los equipos de F1 utilizan la fibra de carbono, impregnada de una resina epoxi y una capa en forma de panal, de aluminio, de tal forma que el aluminio se encuentra en medio de dos capas de fibra de carbono. El chasis es normalmente lo primero que se construye del monoplaza, debido a la cantidad de tiempo que se necesita. Un chasis se compone de 8 paneles. El primer paso en creación de un chasis es la construcción de un molde sólido con la forma del futuro chasis. Este molde se construye poniendo 10 capas previamente impregnadas (con resina) con fibra de carbono encima de cada una para producir el molde. La producción de este molde se realiza en varias etapas, implicando procesos de vacío, purificado y procesos de calentamiento. El molde se limpia cuidadosamente y ya está listo para su uso. La siguiente fase es la fabricación de cada parte del coche, hecha de las fibras previamente cortadas e impregnadas de fibra de carbono, que se ponen cuidadosamente en los moldes correspondientes. Es de vital importancia colocar las tiras de fibra de carbono en la dirección adecuada que evite cualquier fatiga del material. Un total de 5 capas se utilizan para obtener la capa exterior del chasis (hasta alcanzar, un espesor de 1 mm por capa, un total de 3-4 capas de fibra de carbono en la parte interior). La siguiente etapa del proceso es la introducción de la pieza en un autoclave. Esto expone a la pieza de fibra de carbono a un número de ciclos de presión/temperatura dependiendo de las necesidades a las que vaya a ser sometida la pieza en el futuro. Durante este tratamiento, las resinas incluidas en la fibra, fluyen a través de las fibras vecinas, esterilizando la fibra de carbono. Una vez que este proceso se ha llevado a cabo en las capas superficiales y se ha refrigerado la pieza, se aplica una lámina de aluminio sobre una capa de resina para asegurar una adecuada dureza del material en su conjunto. De nuevo la fibra de carbono retorna al autoclave para su curado. Después se extrae y se enfría de nuevo, y se añade una nueva capa, esta vez una serie de láminas de fibra de carbono se coloca sobre la superficie exterior y se introduce por última vez en el autoclave, para asegurar una correcta adherencia de esta última capa. Una vez terminada, se comprueba que es apta para usarse y si es así ya está lista para su uso en competición.
Autoclave. Fuente: www.compositesatlantic.com
Pues eso es todo, espero que se entienda, si algo no se entiende se intentará explicar como buenamente pueda.
Un saludo.
Multum in parvo. 
parece para agarrar el coche xD haver si alguien lo dice, l yo tmb estoy intrigado xD
