tubo enrolado com filamentos de fibra de carbono

Eis uma comparação pormenorizada entre tubos laminados de fibra de carbono e tubos enrolados em filamentos em inglês, abrangendo processos de fabrico, desempenho, aplicações e muito mais:

Processo de fabrico

 

Aspeto Tubos laminados Tubos de filamento
Processo principal Envolvimento em camadas de pré-impregnado ou tecido seco à volta de um mandril, seguido de cura. Enrolamento automatizado de fibras impregnadas de resina num mandril em ângulos controlados (por exemplo, 0°, ±45°, 90°), depois curadas.
Automatização Configuração manual ou semi-automatizada, simples. Altamente automatizado, requerendo equipamento de precisão para o controlo da tensão e do ângulo das fibras.
Orientação da fibra Limitado às direcções axial ou do aro. Alinhamento das fibras em vários ângulos para otimizar a resistência e a rigidez.
Flexibilidade da forma Ideal para formas cilíndricas simples. Adequado para geometrias complexas (por exemplo, secções transversais cónicas e irregulares).

Comparação de desempenho

Imóveis Tubos laminados Tubos de filamento
Resistência mecânica Elevada resistência axial, mas fraca resistência do arco; propenso a delaminação. Resistência equilibrada axial/rolo; resistência superior à compressão/torção.
Anisotropia Altamente anisotrópico (dependente da direção). Redução da anisotropia através de camadas multi-ângulo.
Eficiência de peso Moderado (espessura irregular da parede). Excelente (distribuição uniforme das fibras, controlo preciso da espessura da parede).
Resistência à fadiga Inferior (fraca ligação entre camadas). Elevada (fibras contínuas, forte adesão entre camadas).

Custo e produção

 

Fator Tubos laminados Tubos de filamento
Custo do equipamento Baixa (ferramentas simples ou manuais). Elevada (máquinas de enrolar especializadas, sistemas de tensão).
Custo de produção Baixa para pequenas quantidades. Custo inicial elevado, mas rentável para grandes volumes.
Velocidade de produção Rápido (processo de cura simples). Mais lento (enrolamento e cura de precisão).
Escalabilidade Limitado à produção em pequena escala. Ideal para produção em massa.

Aplicações

Campo Tubos laminados Tubos de filamento
Industrial Peças decorativas, armações leves, braços de drone. Tanques de alta pressão, tubagens, braços robóticos.
Aeroespacial Componentes que não suportam carga (por exemplo, suportes interiores). Invólucros de motores de foguetões, trens de aterragem de aviões.
Equipamento desportivo Varas de pesca de baixo custo, varas para tendas. Quadros de bicicletas topo de gama, mastros de iates.
Energia — Depósitos de armazenamento de hidrogénio, tubos de vela de turbinas eólicas.

Guia de seleção

  • Escolha os tubos laminados:
    • Restrições orçamentais.
    • Personalização de baixo volume.
    • Aplicações estruturais não críticas (por exemplo, estética, estruturas ligeiras).
  • Escolha tubos de filamento:
    • Aplicações de suporte de carga de alto desempenho.
    • Requisitos complexos de orientação da fibra.
    • Produção em massa com controlo de qualidade rigoroso.