Definição completa
A fibra de carbono é um material avançado composto por filamentos de carbono de diâmetro entre 5 e 10 μm, que são produzidos através da pirólise de precursores como poliacrilonitrila (PAN) ou piche. Esses filamentos são conhecidos por sua relação resistência/peso extremamente favorável, o que os torna ideais para aplicações em que a redução de peso e o aumento da resistência são cruciais. A resistência à tração das fibras de carbono varia entre 3.500 a 7.000 MPa, enquanto seu módulo de elasticidade pode alcançar entre 230 e 540 GPa. Com uma densidade de apenas 1,75 g/cm³, a fibra de carbono é significativamente mais leve que o aço, que possui uma densidade de 7,85 g/cm³. Isso faz com que a fibra de carbono seja uma escolha preferencial em setores que exigem materiais leves e resistentes, como o aeroespacial e o automotivo de competição.
Os graus de fibra de carbono são classificados em diferentes categorias, como standard modulus (T300, T700), intermediate modulus (T800) e high modulus (M40, M55), cada um com propriedades específicas adequadas para diferentes aplicações. Os processos de fabricação com resina incluem laminação manual, filament winding, pultrusão e RTM (Resin Transfer Molding), que permitem a incorporação da fibra de carbono em matrizes poliméricas como epóxi e vinilester, aumentando ainda mais suas capacidades mecânicas. Apesar de suas vantagens, a fibra de carbono apresenta um custo elevado que varia entre $15 e $30 USD por kg, em comparação com $2 para fibra de vidro, o que pode limitar sua utilização em algumas aplicações.
As aplicações da fibra de carbono são amplas e incluem setores como aeroespacial, onde é utilizada em estruturas de aeronaves e satélites, automotivo, especialmente em veículos de competição que priorizam desempenho e leveza, equipamentos esportivos como bicicletas e pranchas de surf, além de próteses que beneficiam-se de sua leveza e resistência, e rolos de alta velocidade que demandam materiais com alta performance e durabilidade.