es.wedoany.com Noticia: La Universidad de Ciencias Aplicadas de Aquisgrán (FH Aachen) ha logrado reducir el tiempo de la fase clave de estabilización en la producción de fibra de carbono de 60 a 7 minutos mediante una nueva tecnología de plasma, con una reducción del consumo energético del 80 % y una disminución de la longitud de la línea de producción de 30 metros a aproximadamente 4 metros.
La fibra de carbono es un material de refuerzo para materiales compuestos (plásticos reforzados con fibra, FVK) y se utiliza ampliamente en la fabricación de aeronaves, la industria automotriz y los rotores de aerogeneradores. Actualmente, la fibra de carbono se produce generalmente a partir de poliacrilonitrilo (PAN) en hornos, un proceso complejo y costoso. Las fibras de PAN suelen ser fabricadas por Bayer (marca Dralon) o Hoechst (marca Dolan). El proceso tradicional consta de dos fases: estabilización y carbonización. En la fase de estabilización, la fibra de PAN pasa a través de un horno industrial de unos 30 metros de longitud a una velocidad milimétrica, calentándose a unos 300 °C durante 60 minutos, lo que implica un enorme consumo energético y altos costos de construcción de la planta.
Investigadores del Instituto de Microondas y Tecnología de Plasma (IMP) de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aquisgrán descubrieron que un plasma independiente puede cambiar esta situación. En las primeras etapas de la investigación, se intentó tratar la superficie del PAN con chorros de plasma, y se observó que, aunque el plasma proporcionaba suficiente energía, la acción en forma de chorro concentraba la energía en puntos específicos de la fibra, provocando su perforación. Además, los plasmas artificiales tradicionales dependen de componentes como electrodos. El director del IMP, Prof. Dr. Holger Heuermann, indicó que el equipo de investigación logró separar el plasma de los electrodos y moldear libremente su forma, generando un plasma independiente de expansión cilíndrica. Este plasma puede utilizarse como herramienta, permitiendo que la fibra de PAN pase a través de él sin contacto directo, distribuyendo el calor de manera uniforme, evitando perforaciones y logrando una estabilización controlada.
En el nuevo método, la fibra de PAN atraviesa el dispositivo a una velocidad de 1 mm por segundo, reduciendo el tiempo total de permanencia de 60 minutos a 7 minutos para una estabilización completa. El consumo energético en la fase de estabilización se reduce en un 80 %, y la longitud de la línea de producción se acorta de 30 metros a aproximadamente 4 metros. Los investigadores señalan que el dispositivo puede optimizarse aún más para aplicaciones industriales, por ejemplo, disponiendo 16 nuevos dispositivos de plasma en una matriz paralela de 4×4, lo que reduciría el tiempo de permanencia de la fibra en el horno a 6 minutos. Una optimización adicional podría acortar el tiempo a un mínimo de 4 minutos.
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