8 – Piezas de Carbono

publicado en: Shell Eco-Marathon | 0

El 12 de Abril, empezamos a preparar los moldes para laminar la fibra de carbono. Limpiar los moldes, fue lo primero, una buena mano de acetona para eliminar cualquier resto de aceite o grasa que pudiera haber quedado, y lo mas importante: una buena dosis de desmoldeante. En varias capas, dejando secar entre ellas, para asegurar que la resina no se pega al molde.

En cuanto al calculo de la fibra de carbono, la verdad es que no hubo un calculo previo acerca de cuanta cantidad de fibra, numero de capas, orientación de las fibras, etc… ya que no teníamos aun ese conocimiento, ni las herramientas para calcularlo. Pero disponíamos de otras herramientas para tener un coche funcional y ligero: la experiencia de nuestro experto en composites. Realmente, la barca iba a ser una capa relativamente fina de carbono, con un núcleo de nomex en estructura de nido de abeja, y posteriormente reforzaríamos los laterales con mas fibra de carbono, dándole una rigidez a todo el conjunto a modo de barras o bastidor principal. La “barca” soportaría simplemente el peso propio del piloto y todo lo que pusiéramos encima, los refuerzos laterales, le darían la rigidez estructural a todo el coche.

Primera capa de Fibra de Carbono sobre el modelo
Primera capa de Fibra de Carbono sobre el modelo

Para realizar una impregnacion uniforme a toda la tela, preparamos una mesa suficientemente grande, y bien untada de desmoldeante, donde dejábamos los retales de fibra previamente medidos y recortados, y pre-impregnábamos toda la tela con resina, extendiéndola con rodillos y eliminando la resina sobrante. Asi nos asegurábamos una impregnacion uniforme, dejando solo la resina justa y necesaria. Luego colocábamos la tela impregnada sobre el modelo, y compactábamos sobre la forma de este.

Asi pues, como base principal, la “barca” estaba compuesta de una estuctura en sandwich de 2 capas de fibra de carbono +-90, de 300gr/m2, una capa de nomex de nido de abeja de 3mm de espesor, y otras 2 capas de fibra, cerrando el sandwich.

Taronjet - piezas carbono (11)

Detalle de las ultimas capas de carbono
Detalle de las ultimas capas de carbono

Una vez colocada la tela, había que ir compactando todas las capas y preparándolas para la bolsa de vacio. Sobretodo asegurándose de que toda la tela estaba perfectamente empapada con la resina justa.

La fibra de carbono correctamente empapada
La fibra de carbono correctamente empapada

Y no hay tiempo que perder! la resina, continua con su proceso de curado, y no puede parar. Una vez se mezcla, hay que acabar la pieza. Afortunadamente, teníamos la bolsa de vacío debidamente preparada, y este fue el siguiente paso. Una pieza tan grande (unos 2,67m) requiere una bolsa también muy grande, y es muy complejo de manejar. Es muy fácil que la bolsa tenga una pequeña fuga, y es muy complicado de encontrar, pero es necesario que se llegue al máximo nivel de vacío posible, así se escurre la resina, quitandola de la pieza, y el acabado final es mucho mejor.

Bola de vacio de la barca
Bola de vacio de la barca
Detalle de la bolsa de vacio
Detalle de la bolsa de vacío

Con la bolsa de vacío conectada a la bomba, y extrayendo todo el aire, se ejercía una presión uniforme de 1 bar sobre toda la superficie del modelo. Era el momento de meterlo en nuestro “horno” hecho con paneles de poliestireno extruido, y dejarlo curar.

Al desmoldearlo, el resultado fue realmente bueno. Muy pocas burbujas, una rigidez excelente y un peso minimo: 2738.9 gr una barca de casi 3 metros capaz de soportar el peso de una persona, aunque aun habia que reforzar la barca por los laterales. Como he comentado antes, se reforzó el lateral con mas capas de fibra de carbono y mas núcleo de nomex. Pero realmente para que sirve el nomex?

El nomes, es simplemente una poliamida que se vende en forma de estructura de nido de abeja, y cuya funcion es basicamente permitir ampliar la inercia de la seccion de la estructura que estamos construyendo. Separando las capas de fibra de carbono, que es muy resistente, aumentamos geometricamente la inercia de la seccion, obteniendo una rigidez mayor. Es un funcionamiento muy parecido a las vigas de acero en doble T, donde las partes horizontales superior e inferior son las que realmente soportan el esfuerzo, y el alma, o parte vertical hace de union fisica entre las otras dos. El nomex hace algo parecido, pero de una forma muy ligera.

tiras de nomex planteadas a lo largo de la estructura para reforzar
tiras de nomex planteadas a lo largo de la estructura para reforzar

Este era tambien el momento de montar todos los insertor metalicos que iban a ir montados sobre nuestro chasis. A saber: la barra de la direccion, y el subchasis para el motor. Logicamente no podemos pensar en atornillar nada al carbono, asi que preparamos aparte las piezas para montarlas en este momento. Mas adelante hablare sobre estas piezas, que tambien tienen su complicacion.

Asi pues, todo ya planteado, era el momento de montar mas carbono y mas resina y bolsa de vacio. Una vez curado, conseguimos una rigidez increible. Mas de lo que nos habiamos imaginado.

Detalle del refuerzo de carbono de los laterales
Detalle del refuerzo de carbono de los laterales

Finalmente, nuestro chasis estaba terminado, y con mucho cuidado comprobamos hasta que punto habíamos conseguido un elemento tremendamente resistente:

El chasis, soportando su primera prueba de resistencia
El chasis, soportando su primera prueba de resistencia

Apoyamos el chasis en tres puntos, donde iban a ir las tres ruedas, y nos subimos uno por uno para comprobar la rigidez del conjunto que acabábamos de crear. El chasis no solo nos aguanto (yo peso unos 85kg) si no que ni siquiera flecto, no había sensación de que se deformaba por el peso. Y hablando de peso, todas las piezas de carbono juntas con el chasis, no superaban los 6 kg de peso.

Por supuesto aun faltaba trabajo, pues había que hacer las tapas, delantera y trasera, los embellecedores del eje de las ruedas delanteras, dejar un acabado carbono visto, pero ya teníamos una buena baso con la que empezar a montar nuestro propio vehículo.

UPV ecomarathon