Fibra de Carbono // 10 curiosidades que talvez você não saiba

1 // Nem todos os quadro em fibra de carbono são feitos na Ásia

É este o mais mimimi que ouvimos no meio ciclístico: “ahhh… vem tudo do mesmo lugar.. blá, blá, blá..”
A grande maioria sim, vem da Ásia, mais precisamente Taiwan, e alguns poucos da China.

Mas também há quadros e componentes em fibra de carbono que são feitos nos Estados Unidos, como Trek e Zipp, e na França, como Look e Time.

Como a fibra de carbono é um material de fácil manuseio, pequenos contrutores podem adquirir tubos pré-fabricados com as especificações desejadas, e trabalhar outras peças de fabricação própria e chegar a um quadro finalizado de sua própria marca.

…Mas, a maior parte da matéria prima da fibra de carbono vem da Ásia.

A conhecemos como fibra de carbono, mas seu material na verdade se chama Polyacrylanitrile, ou simplesmente (PAN). A fibra PAN é cozida a temperaturas extremamente altas, que acaba por queimar todo o material que não seja carbono, e resulta em fibras muito finas. Quando mais processada, mais resistente se torna.

É um processo industrial sofisticado, e poucas empresas no mundo têm a capacidade de processar a fibra de carbono. Para se ter uma idéia, mais de 90% de toda a fibra de carbono produzida no mundo vem de apenas seis empresas: Toray, Toho Tenax, Mitsubishi Rayon, Zoltek, HEXCEL e Cytec.

Só as empresas Toray, Toho Tenax e Mitsubishi produzem quase dois terços de toda a fibra de carbono mundial.

2 // Há mais de um tipo de fibra de carbono

A fibra de carbono é disponibilizada em várias formas: fio cru ou folha (mas ambas são fibras contínuas), ou como fibra curta. Podem vir também trançadas ou aglomeradas. Depende da aplicação.

Para quadros de bicicletas, as fibras de carbono são apresentadas aglomeradas e contínuas, normalmente chegam aos fabricantes em formato de carretéis gigantes.

Já trabalhar com o fio cru, apenas a Giant e Look possuem capacidade técnica para manusear o material.

3 // A fibra de carbono é apenas uma parte da história

Dizemos “fibra de carbono”, mas o correto seria “composto de fibra de carbono”. A fibra de carbono não é o único material no quadro da sua bicicleta. A incrível rigidez da fibra de carbono tem seu preço: sozinha, é frágil e propensa a rachar.

Para garantir as habilidades do material, é aplicado um material chamado resina epóxi, e então é moldado formando então um material composto. A maior parte da fibra de carbono utilizada na indústria ciclística vem desta forma e é conhecida como “pré-peg”. Simplificando, é como se fosse um adesivo de fibra de carbono.

A resina tem duas finalidades: a primeira é manter todas as fibras organizadas e em conjunto, cada uma no seu devido lugar. A segunda, adiciona tenacidade e durabilidade. É deformável sob impacto, necessário assim para absorver impactos sem deixar que as fibras quebrem.

4 // Fabricantes de quadros não definem a qualidade do material

Chavões como “ultra high-module” são apenas palavras bonitas para vender mais. Não querem dizer nada. A fibra de carbono é classificada pela sua rigidez, avaliadas em forma de tensão, ou quanto um material se defroma sob carga. Quem classifica as fibras de carbono é a JCMA – Japan Carbon Fiber Manufacturers Association, ou Associação Japonesa de Fabricantes de Fibra de Carbono.

A fibra de carbono usado na construção de quadros de bicicletas é categorizada como módulo padrão ou modulo intermediário. E quanto mais caro for o quadro, é possível que melhor seja a fibra de carbono utilizada. Mas, lembre-se: chavões são criados para vender.

5 // O carbono em si, é na verdade uma mistura

Uma boa estrutura em fibra de carbono tem uma mistura de diferentes tipos de fibras, e cada tipo é utilizado em locais específicos para fins específicos. Fibras de carbono de módulo superior é utilizado nos downtubes, por exemplo. Outro ponto chave seria em junções de tubos ou cachimbos, dependendo da cosntrução do quadro, para que o quadro se torne mais rígido. Mas os diferentes tipos de fibras serão colados entre si quando instalados no molde, a resina é injetada e depois inserido no auto-clave.

6 // A mágica da fibra de carbono – e o seu custo

A fibra de carbono é um ótimo material para ser utilizado em bicicletas, por duas razões: Primeira, é mais rígida e com peso menor se comparado aos outros materiais que conhecemos. Em segundo lugar, mesmo sendo mais rígida que metais a fibra de carbono é pode ser facilmente manipulada e moldada.
A característca de rigidez da fibra de carbono se dá apenas ao modo unidirecional, e ao longo do eixo das fibras, de modo que essa rigidez pode ser “regulada” ou “calibrada” de acordo com a orientação das camadas, cada uma com as fibras apontando para uma direção. Isso é chamado de anisotropia.
Os metais, neste caso, são isotrópicos, pois entregam a mesma rigidez e resistência em qualquer direção do material.

Engenheiros utilizam poderosos softwares para calcular e definir a melhor configuração quando projetam uma peça em fibra de carbono, pois precisam encontrar o balanço perfeito entre número de camadas, orientação das fibras, tamanho das fibras, entre outras características técnicas.

7 // O visual trançado é normalmente apenas “cosmético”

Você já deve ter visto que existem carbono 3K, 12K e outros “kás”, e são diferentes entre si pela largura e formato de seus trançados. Mas isto não influencia em quase nada no desempenho.

A maioria das propriedades estruturais estão baseadas a orientação das fibras. Trabalhar com fibra de carbono trançada também facilida nos cortes e nas boras do material.

8 // Todos os quadros em fibra de carbono são feitos à mão

Não importa se o quadro é fabricado por um artesão britânico ou nas enormes instalações da Giant. Os quadros, aros ou outro componente feito com fibra de carbono é obrigatoriamente feito à mão.

As camadas de cada parte de um quadro ou componente são cortados com extrema precisão por máquinas controladas por computador. Porém, a montagem nas formas, a colocação correta de cada camada e preparação do próprio molde para a injeção da resina e posterior cura, são feitos manualmente.

Mesmo depois de remover o quadro pronto do molde, a etapa de inspeção busca por falhas no processo. Lixamento e outros processos posteriores são feitos manualmente por pessoas qualificadas.

9 // A fibra de carbono pode ser reparada

Sim, a fibra de carbono pode ser reparada. MAS, não sempre.
O processo é relativamente simples, mas não deve ser feito em casa ou por pessoas treinadas e capacitadas. A parte danificada é removida e um novo pedaço de material é colocado no lugar. Só isso? Parece fácil e simples, mas deve ser feito apenas por especialistas.

Existem kits de reparação em fibra de carbono, mas são destinadas a objetos simples, como remo de caiaques. Quadros de bicicletas são estruturas complexas. Lida-se com pontos de stress de carga, entre mil outras variáveis físicas e de engenharia.

Cada fabricante possui um protocolo de verificação e analise para quadros danificados. Se for o caso, são reparados e devolvidos. Em outros momentos, é melhor descartar o quadro e se caber garantia, entregar um novo quadro ao cliente.

10 // É fácil falsificar produtos com a fibra de carbono

Este é um assunto que gera muito “mimimi” no meio ciclístico. É fácil fazer cópias de quadros de grandes marcas como Specialized ou Pinarello. Basta criar um modelo pela técnica da engenharia reversa, ou então redesenhar o modelo a partir de simples fotos.

Matéria interessante: Quadro original X falsificado: mais uma vez confirmaram que são uma bomba-relógio

Mas, a qualidade da fibra, da resina, das colas, as camadas e orientações das fibras e outros detalhes técnicos e de construção, não estão aos nossos olhos. Estes detalhes estão escondidos abaixo da pintura.

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