¿Cómo se fabrica una lámina de carbono?
Construir una lámina de fibra de carbono no es tarea fácil. Existen diversos métodos y técnicas para fabricarla . Sin embargo, requiere habilidad técnica y experiencia. En este artículo, detallamos los diferentes pasos para explicar cómo construir una lámina.
La construcción del conjunto de mástil y fuselaje debe distinguirse de la de las alas, cuya producción es técnicamente más sencilla. Un excelente perfil de carbono se define por su rigidez, su planeo y, por lo tanto, por la calidad de los perfiles utilizados, su espesor (cuerda y espesor total) y la calidad de los materiales empleados.
Desde fuera, es muy difícil comparar un mástil de alto rendimiento (rígido) con uno flexible. Un mástil parece un mástil. Sin embargo, su rendimiento en el agua puede ser completamente diferente. Algunos mástiles de carbono son menos rígidos que otros de aluminio. Y aun así, todos creen que el mástil de carbono es más eficiente.
Entremos en los detalles de la fabricación de una lámina de carbono para comprender y elegir mejor su lámina de carbono .
¿Cuáles son los diferentes pasos involucrados en la fabricación de una lámina de carbono?
El diseño
El diseño de láminas de carbono es un paso crucial en el proceso de fabricación de una lámina de carbono.
- Para trabajar con eficacia, el jefe de proyecto de lámina proporciona las especificaciones más precisas posibles y determina las características específicas de lo que busca para crear esta lámina de carbono.
- Posteriormente, los ingenieros utilizan un software 3D avanzado para diseñar las láminas con precisión. Este software determina las características precisas de cada perfil y les permite elegir el que mejor se adapte a las especificaciones.
- Finalmente, en una tercera etapa, modela las diferentes partes del foil: las alas, el fuselaje, el mástil y la placa, y sobre todo optimiza su forma y su encaje afinando ciertas partes, o engrosando ciertas zonas potencialmente frágiles.
Utilizando estas herramientas de simulación, los ingenieros simulan el comportamiento del ala en diferentes condiciones y observan la resistencia potencial de cada parte del ala, determinan la velocidad potencial de cada ala o estabilizador.
Este paso es crucial para ahorrar tiempo durante la fase de prototipado posterior. Permite tomar decisiones informadas durante el diseño de la lámina para lograr el mejor rendimiento posible.
Las características de un mástil de carbono para velocidad y para salto no son las mismas. Las tensiones y deformaciones son diferentes. Por lo tanto, las formas del mástil se adaptan a las necesidades específicas.
Generalmente, si se busca planeo, se reduce la resistencia del mástil, el fuselaje y las alas. Para disminuirla, se reduce el grosor de los componentes, como la cuerda del mástil, y se adelgaza el fuselaje, manteniendo al mismo tiempo la máxima rigidez. El reto de un buen foil de carbono reside en equilibrar una excelente eficiencia con la máxima rigidez.
Prototipado/mecanizado de moldes
Cuando el ingeniero y el director del proyecto han llegado a un acuerdo sobre la forma general y el rendimiento de la lámina, comienza la fase de diseño con la producción de un prototipo.
Este paso implica el mecanizado del molde para las diferentes partes de la lámina. Si el diseño está bien ejecutado, el prototipo es simplemente una fase de confirmación. De lo contrario, debe reiniciarse el modelado 3D.
El mecanizado se realiza con alta precisión mediante un CNC, una máquina que corta aluminio o acero (los moldes también pueden realizarse en madera o en un “laboratorio” en algunos casos para una rápida propagación).
Posicionamiento de las telas de carbono en el molde.
Una vez terminado y pulido el molde, otra máquina utiliza un láser para cortar el tejido de fibra de carbono. Cada vez se utiliza más fibra de carbono preimpregnada (preimpregnada durante la fabricación). Este método ofrece varias ventajas: permite aplicar la cantidad ideal de resina a la fibra de carbono, evita que el personal trabaje con resina tóxica y genera un ahorro de tiempo significativo y una mayor precisión.
Tras este paso, las piezas de tela se colocan en los moldes, con una orientación específica para lograr mayor resistencia en algunas zonas o mayor rigidez en otras. Una vez cerrado el molde, se calienta y se comprime con una prensa hidráulica.
El tejido de fibra de carbono se orienta en los moldes de forma específica para lograr mayor resistencia en una zona o mayor rigidez en otra. El ángulo de posicionamiento, la cantidad y el grosor del tejido de fibra de carbono influyen en la resistencia mecánica de la pieza. Este es un paso clave en la producción de una lámina de carbono. Si la fábrica carece o tiene poca experiencia en estas técnicas fundamentales, la pieza nunca alcanzará las características deseadas.
Cocinando
Una vez cerrado el molde, se calienta y se comprime con una prensa hidráulica (de varias toneladas). En ocasiones, para ciertas piezas, se utiliza un autoclave para aumentar aún más la presión en toda la pieza. Sin embargo, esto requiere una gran cantidad de mano de obra, tiempo e infraestructura. Cada vez se utilizan más prensas de gran tamaño que pueden aplicar varias toneladas de presión a todas las partes del molde.
El acabado
Una vez finalizada la cocción, se retira el material sobrante. Cada pieza se lija a mano o con un robot para obtener una superficie lisa.
Finalmente, se perforan los agujeros para alojar los insertos o permitir el paso de los tornillos. Se aplica un barniz. La pieza se prueba en todas las direcciones para garantizar que no presente defectos.
La fase de prueba
Si todo cumple con las especificaciones, el rendimiento deseado en el agua (gracias a pruebas en diferentes condiciones de viento, oleaje y tamaño) y si soporta el estrés mecánico en el taller, entonces es posible lanzar la fase de industrialización donde cada paso se optimiza para producir un foil en grandes series.
En conclusión.
La producción de una lámina de carbono requiere mucha investigación y tiempo para lograr un producto duradero y de alto rendimiento. Algunas marcas buscan acelerar estas etapas para producir rápidamente y generar interés a través del marketing.
Nuestra estrategia es totalmente la opuesta. Preferimos dedicar tiempo a garantizar que cada paso se ejecute a la perfección para producir una lámina de alto rendimiento que también sea duradera. Esto requiere mucha paciencia, tiempo y energía. Pero nos permite crear una lámina de carbono excepcionalmente resistente y de alto rendimiento.