Industrias química y de materiales

Observación y medición de fibras de carbono utilizando microscopios digitales

Los materiales de fibra de carbono son más ligeros y resistentes que el hierro y el hormigón y se utilizan en diversos productos de los sectores aeroespacial e industrial, así como en equipos deportivos. En esta sección se presentan ejemplos de observación y medición de fibras de carbono utilizando microscopios digitales.

Observación y medición de fibras de carbono utilizando microscopios digitales

¿Qué es la fibra de carbono?

Las fibras de carbono se fabrican quemando fibras acrílicas (fibras de poliacrilonitrilo), denominadas precursor de poliacrilonitrilo (PAN), a altas temperaturas de aprox. 1000°C (1832°F). Los precursores de PAN tienen diámetros de 5 a 15 micrómetros (0.000197" a 0.000591"), alrededor de una décima parte de un cabello humano. Sin embargo, en comparación con el hierro, su resistencia a la tracción es aprox. 10 veces superior, su densidad (masa por volumen) es aprox. una cuarta parte y su resistencia específica (resistencia por peso) es aprox. 40 veces superior. Estos materiales proporcionan tanto altos niveles de resistencia (difíciles de romper) como altos niveles de módulo elástico (difíciles de deformar).

¿Qué es el CFRP?

CFRP significa plástico reforzado con fibra de carbono, un tipo de plástico reforzado con fibras de carbono.
Los FRP son materiales compuestos fabricados mediante la combinación de dos o más materiales. La alta rigidez y alta resistencia se crean agregando fibras a un plástico base como refuerzo. Los FRP a los que se añaden fibras de carbono como refuerzo se denominan plásticos reforzados con fibras de carbono (CFRP). Estos materiales se caracterizan por su conductividad, resistencia al calor, propiedades de baja expansión térmica, propiedades autolubricantes y radiolucencia, además de una gran rigidez y resistencia.
Los CFRP tienen características excepcionales, pero son más caros que los plásticos reforzados con fibra de vidrio (GFRP).
Estos materiales también tienen desventajas. Por ejemplo, son difíciles de procesar, se oscurecen con facilidad y las formas de las fibras permanecen en su superficie.

Ejemplos de aplicación de fibra de carbono

La fibra de carbono se utiliza en una gran variedad de industrias. En esta sección se presentan algunas de sus principales aplicaciones.

Automóviles, motocicletas
Aplicaciones: Techos, alerones, bastidores de asientos, ruedas, cubiertas de silenciadores, bastidores de carrocerías
Industria aeroespacial
Aplicaciones: Componentes de cohetes y satélites artificiales
Industria aeronáutica
Aplicaciones: Carrocerías de aviones, palas de helicópteros
Ferrocarril
Aplicaciones: Carrocerías de trenes, bogíes
Maquinaria industrial
Aplicaciones: Piezas de robots, manos, brazos y bastidores de equipos de transporte
Aparatos eléctricos
Aplicaciones: Carcasas, incluidas carcasas de PC y cubiertas de teléfonos inteligentes
Productos básicos
Aplicación: Monturas de gafas y gafas de sol, cascos
Recipientes a presión
Aplicación: Depósitos de gas natural comprimido (GNC), depósitos de hidrógeno, cilindros de oxígeno para extinción de incendios
Equipos médicos
Aplicación: Mesas de equipos radiográficos, casetes de películas de rayos X
Asistencia social, cuidados de enfermería
Aplicación: Sillas de ruedas, prótesis de piernas, trajes de asistencia
Industria del deporte
Aplicaciones: Palos de golf, raquetas de tenis, cuadros de bicicleta
Industria del ocio
Aplicaciones: Cañas de pescar, yates, cruceros, esquís, tablas de snowboard

Ejemplos de observación y medición de fibra de carbono utilizando microscopios digitales

Estos son los últimos ejemplos de observación y medición de fibras de carbono utilizando el Microscopio Digital 4K Serie VHX de KEYENCE.

Observación de sección transversal de fibra de carbono
VHX-E2500, 2500×, iluminación coaxial
Observación de grietas en una placa CFRP laminada
ZS-200, 1000×, iluminación coaxial + ensamble de imágenes
Utilizando la función de ensamble de imágenes se puede observar una amplia área en alta resolución.
Observación de una tela de carbono de carrocería de automóvil
VHX-E20, 20×, iluminación anular
Imagen de modo óptico efecto de sombra
VHX-E20, 20×, iluminación anular
Modo óptico efecto de sombra + imagen en color
El modo óptico efecto de sombra permite observar irregularidades finas en superficies de fibras sin utilizar un microscopio electrónico de barrido (SEM).
Medición automática del área de la sección transversal de la varilla de un palo de golf
ZS-200, 1000×, iluminación coaxial, antes de la medición
ZS-200, 1000×, iluminación coaxial, después de la medición automática de área
La resistencia y el peso de la varilla de un palo de golf se pueden analizar midiendo la relación de área de las fibras de carbono utilizando la función de medición automática de área.
Medición automática del área de la sección transversal de un depósito de combustible
VHX-E500, 2000×, iluminación coaxial, antes de la medición
VHX-E500, 2000×, iluminación coaxial, después de la medición automática de área
La relación de área de las fibras de carbono solía medirse manualmente, lo que llevaba mucho tiempo. Ahora, se puede medir con precisión simplemente utilizando la función de medición automática de área.
800-539-3623