Si te refieres a la resistencia a la tracción en bruto, la fibra de carbono es más fuerte. Cuando se coloca en una estructura compuesta, es fuerte en una dirección y débil en otra. Es por eso que está tejida en tela y colocada en diferentes orientaciones y capas. La verdadera belleza de la fibra de carbono es que no es muy difícil agregar más material donde se necesita variando la disposición. Dicho esto, hay inconvenientes. Tiende a fallar catastróficamente, se daña más fácilmente y las resinas no envejecen bien, especialmente si se exponen a una gran cantidad de rayos UV. Por mi dinero, prefiero los cuadros de bicicleta de metal simplemente porque se pueden abusar sin fallas y envejecer bien. Sin embargo, mis prioridades son diferentes a las de los corredores del Tour de Francia. Pueden lanzar una bicicleta o ruedas después de algunas carreras … no puedo. La otra consideración es la facilidad de fabricación. Los compuestos son muy diferentes al mecanizado y soldadura de metales. Creo que un diseño compuesto bien pensado es mucho más difícil que un diseño de metal bien pensado.
¿Cuál es más fuerte: fibra de carbono o titanio (algunos de los usos que me interesan: cuadros de bicicleta, cuadros de ruedas de bicicleta y fundas para laptop)?
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Hago cosas en fibra de carbono la mayoría de los días, generalmente en módulo intermedio de carbono. Una de las respuestas aquí es insistir en que Hexel IM7 es una de las fibras más fuertes, pero Hexel también hace que IM8, IM9 e IM10 sean mucho más fuertes … como mucho más fuertes. Honestamente, muy pocos productos de carbono usan estas fibras de módulo intermedio muy fuertes. La mayoría usa fibras más baratas con un poco de material de alto rendimiento aquí y allá, por lo que no mucha gente sabe lo increíble que es.
En términos de resistencia al peso, el carbono patea totalmente la parte trasera de la aleación de titanio y tiene otra ventaja, ya que se forma fácilmente. Solo necesitas mirar las bicicletas olímpicas. Ruedas y cuadros CF. Podrían usar titanio pero es más pesado y menos rígido.
El titanio es realmente un poco perra para trabajar. Es difícil de formar y mecanizar, pero tiene una función de canje. El titanio es resistente. Es muy muy duro. Si estuviera haciendo un centro para rotores de helicópteros, el titanio sería mi mejor opción. Solo llevaría meses mecanizarlo.
En el contexto de los cuadros de bicicleta, existen cuadros de titanio y carbono. Ambos tienen pros y contras, pero un marco de titanio será muy duradero. Para las ruedas, el titanio puede no ser demasiado inteligente. No han aparecido en mi radar como un producto que la gente aspira a tener. Para una caja de computadora portátil, supongo que está hablando de la computadora portátil real en lugar de una bolsa / caja, la fibra de carbono sería más fácil de formar, pero el titanio tomaría mucho más abuso. No solo resistencia a la carga de choque / rotura sino también a la abrasión y al rascado en general. Honestamente, aunque los otros componentes de una computadora portátil probablemente no les irá bien a ese tipo de abuso, por lo que se convierte en un punto discutible. El plástico ABS funciona bien para las computadoras portátiles porque se forma fácilmente, es bastante resistente, liviano y se puede terminar para que parezca carbono o titanio.
La verdad es que la fibra de carbono y el titanio son materiales totalmente diferentes. Uno es isotrópico y el otro es fuertemente anisotrópico para empezar. Eso significa que se adaptan a diferentes tipos de aplicaciones. Por asombrosa que sea la fibra de carbono, cuanto más isotrópico es un requisito, más pesado se vuelve. No hace calor, no resiste la abrasión, se rompe en lugar de deformarse bajo una carga extrema / de choque. El titanio es isotrópico. Puedes convertirlo en tuercas y tornillos. Hace calor. Hace abrasión pero tiene sus propios gremlins de trabajabilidad. Cuando se trata de hacer cosas, es probable que un fabricante lo haga de plástico ABS e imprima un efecto de carbono en él que considerar usar carbono y, cuando lo hacen, a menudo usan termoestables que no explotarán la fuerza del carbono.
Mi respuesta solo es aplicable para cuadros de bicicleta y cuadro de rueda.
La palabra “más fuerte” no es la correcta. Ti es más duradero que el carbono. Cuando chocas una bicicleta de carbono, es probable que el cuadro se fracture, lo que hace que el cuadro quede obsoleto. Un cuadro de Ti puede ser atropellado por un automóvil y no sufrir daños estructurales.
También debe pensar en la calidad de conducción … Hay dos materiales que tienen una sensación completamente diferente. Comparo el Carbon con un pequeño Porsche Boxter rápido y el Ti con un Audi A8.
En cuanto a las ruedas, no he visto ninguna rueda de ti, probablemente debido al peso y al costo del material y la fabricación, por lo que es una propuesta de mal valor en comparación con el aluminio (más barato, más fácil de fabricar) o el carbono (más ligero).
El carbono es común en las ruedas de gama alta, pero funciona mal y muestra una superficie de ruptura cuando está mojado. Muchas veces las ruedas de carbono tendrán una llanta de aluminio por ese motivo.
El titanio es más fuerte que el compuesto de polímero de fibra de carbono. Existen muchas variedades de fibra de carbono. Algunos son rígidos, algunos son fuertes, otros conducen el calor muy bien. Algunos nombres son T300, IM7, M55J, K13D2U. Usando una de las fibras más fuertes (IM7) en una disposición completamente unidireccional, podría igualar casi la fuerza de Titanium 6AL-4V, que es de aproximadamente 120,000 PSI (120 KSI). Estoy viendo una hoja de datos de IM7 / epoxy ahora, obtenida buscando en Google IM7. Pero, en una disposición unidireccional, todas las fibras están orientadas en la misma dirección. Este no es un producto tejido como el que estás acostumbrado a ver. En este caso, la otra dirección es muy débil, así que al final, este material todavía no es tan fuerte como el Ti. Los compuestos de fibra de carbono son mucho más débiles en compresión que en tensión, por lo que debe asumir la menor resistencia a la compresión, que es lo que hice aquí.
Ahora, tenga en cuenta que el compuesto de fibra de carbono tiene casi 1/3 de la densidad de Ti, por lo que puede usar casi 3 veces más para obtener una parte de la misma masa. Lo que realmente le preocupa es la relación fuerza / peso. De lo contrario, la elección obvia es el acero. El titanio tiene una legendaria relación resistencia / peso y, en una disposición de fibra más tradicional, el IM7 puede igualar pero no superarlo.
En lo que destacan los compuestos de fibra de carbono no es en absoluto la resistencia sino la rigidez al peso. Lo interesante es que el aluminio, el titanio y el acero tienen aproximadamente la misma relación de rigidez a peso, pero el compuesto de fibra de carbono puede superarlos en gran medida dependiendo de la fibra utilizada y la disposición. Incluso para una colocación no orientada, puede obtener 2–3 veces la rigidez al peso de Ti. Oriente la bandeja y puede duplicarla nuevamente, o más.
Los métodos de fabricación también son muy diferentes, de modo que pueden dictar el mejor producto utilizado para una situación dada. Los compuestos se cubren como una tela y se cocinan. Son excelentes para superficies finas y curvas. No creo que nadie intente hacer un cerrojo porque los metales son perfectos.
Si está comparando productos, es mejor comparar las especificaciones en lugar de los materiales. No puede conocer todas las decisiones de ingeniería que se incluyeron en un producto, pero puede conocer el peso y si tienen una reputación de confiabilidad o no.
Editar para agregar: para las estructuras compuestas, a menudo el punto débil no es la fibra, sino las uniones que generalmente están unidas con epoxi.
la resistencia al titanio depende de la aleación y la cantidad utilizada, y la forma de la pieza, y la dirección de la fuerza de carga
La fibra de carbono depende del método de estratificación, encolado, tipo de fibras utilizadas, orientación de las fibras y cantidad de material utilizado, forma de la pieza y dirección de la fuerza de carga.
[‘marco de rueda de bicicleta’ no significa nada
tal vez te refieres a llantas … que nunca son de titanio y rara vez de fibra de carbono …]
si desea crear un producto exitoso, tendrá que tomar MUCHO más decisiones de diseño correctamente además de “qué tan fuerte es”
costo
apariencia
función
comerciabilidad
distribución
fabricación
incesantemente
la bicicleta ya lleva 150 años diseñada
cualquiera que pueda mejorar eso, ya está muy por delante de usted
‘fundas para laptop’ – vamos, ¿no puedes pensar en algo más original?
wle
He trabajado solo un poco con los compuestos, pero te contaré lo que sé. Lo más útil pero también lo más difícil de usar fibra de carbono es que es anisotrópico, lo que significa que su resistencia depende de la orientación de las fibras. La fibra de carbono es más fuerte que el titanio por peso, pero solo si el componente está bien diseñado para el propósito para el que está destinado. Las fibras deben estar correctamente orientadas para lo que desea que haga la pieza. Esto le da mucho control sobre cuánta flexibilidad y resistencia tendrá en áreas específicas, pero definitivamente es más complicado. Los metales, por otro lado, son isotrópicos, lo que significa que sus propiedades no dependen de la orientación. Esto significa que es más fácil predecir cómo reaccionará el titanio bajo estrés que los compuestos. Esto significa que si está diseñando estas cosas, siempre que sepa lo fuerte que debe ser el titanio, sería mucho más simple. La otra cosa que el titanio tiene en la fibra de carbono es que la fibra de carbono no es muy buena en la carga de impacto, lo que significa que es más probable que se rompa si tiene la intención de experimentar sacudidas. Diría que, en general, una parte de carbono bien diseñada es más fuerte (por peso), pero de muchas maneras lo que está tratando de lograr tiene que compararse específicamente para tomar esta decisión.
Para obtener, si está seguro de recomendar uno de los materiales, recomiendo la fibra de carbono, la razón es que, en comparación con el índice de búsqueda de Google, los medios informados con frecuencia, la bicicleta de fibra de carbono es definitivamente el mayor éxito, al mismo tiempo Con el tiempo, como el centro mundial de I + D y fabricación de bicicletas de fibra de carbono en Xiamen en China, la cadena de suministro de la cadena de la industria aguas arriba y aguas abajo está muy desarrollada, la ventaja de costo general de la bicicleta de fibra de carbono también está creciendo, grandes cantidades de fabricantes OEM de fibra de carbono como http: / /www.icarbonwheels.com/pro … y http://www.carbonwheelfactory.co … I + D y exportaciones de fabricación de círculo de rueda de bicicleta de fibra de carbono hay tantas como docenas de marcas, casi incluyendo la marca global de bicicletas de fibra de carbono.
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