Los fabricantes de coches disponen de una amplia gama de materiales compuestos, cada uno con propiedades específicas y procesos de producción diferentes, los principales retos son los costes, la velocidad de producción y el reciclaje
Los compuestos de polímeros llevan tiempo en la industria del automóvil pero su uso ha estado limitado por el elevado coste de los materiales, las lentas tasas de producción, las dudas sobre su capacidad de reciclaje y la falta generalizada de experiencia en el sector en comparación con los metales. Los productores de materiales compuestos y los fabricantes de coches están colaborando estrechamente para solucionar estos problemas y todavía queda mucho por hacer.
Un material compuesto es la combinación de dos o más materiales que poseen conjuntamente mejores propiedades mecánicas que por separado. A diferencia de las aleaciones metálicas, cada material conserva sus propiedades químicas, físicas y mecánicas. Los dos componentes de un compuesto de polímeros son el refuerzo fibroso, basado en el carbono, vidrio o materiales naturales como el lino, y una matriz de polímeros. El refuerzo proporciona al compuesto su fortaleza y rigidez, mientras que la matriz mantiene el material unido.
Las fibras de carbono cuentan con una excelente fuerza tensora y de compresión, un alto módulo (rigidez), tienen excelentes características de fatiga y no se corroen. Se utilizan en Formula 1 desde 1981 pero hasta hace poco se consideraban demasiado caros para vehículos que no sean de alto rendimiento.
El punto de inicio de la producción de fibra de carbono es el precursor, habitualmente poliacrilonitrilo termoplástico (PAN) debido a su elevado grado de orientación molecular, el elevado punto de fusión y el alto rendimiento. En un proceso complejo y de gran consumo energético, se eliminan los elementos constituyentes de este precursor uno a uno, lo que produce finalmente una fibra que consiste prácticamente de carbono puro con una estructura estable de grafito.
El precio del PAN está sometido al precio del petróleo, que ha sido elevado e inestable en los últimos años. Además, la producción de fibra de carbono representa una proporción tan reducida del acrilonitrito producido y vendido al año, que la industria tiene poca capacidad para negociar precios más ventajosos del termoplástico.
Resumiendo, la producción de fibra de carbono es costosa y en términos medioambientales, es un proceso sucio en comparación con la producción de metales. Actualmente, el único vehículo de producción masiva con un uso intensivo de fibra de carbono es el i3 citycar de BMW.
Fibra de carbono rentable
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Una preforma para un vehículo BMWi, consistente en fibras de carbono producidas en un proceso ecológico en la planta ACF de Washington
