La mejor respuesta
El titanio es más fuerte que el compuesto de polímero de fibra de carbono. Existen muchas variedades de fibra de carbono. Algunos son rígidos, otros fuertes, otros conducen muy bien el calor. Algunos nombres son T300, IM7, M55J, K13D2U. Usando una de las fibras más fuertes (IM7) en una disposición completamente unidireccional, podría casi igualar la resistencia del Titanio 6AL-4V, que es aproximadamente 120,000 PSI (120 KSI). Ahora estoy viendo una hoja de datos de IM7 / epoxy, obtenida al buscar en Google IM7. Pero, en una disposición unidireccional, todas las fibras están orientadas en la misma dirección. Este no es un producto tejido como estás acostumbrado a ver. En este caso, la otra dirección es muy débil, por lo 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 del Ti por lo que puede usar casi 3 veces más para obtener una parte de la misma masa parcial. Lo que realmente le preocupa es la relación fuerza / peso. De lo contrario, la elección obvia es el acero. El titanio tiene una relación resistencia / peso legendaria y en una capa de fibra más tradicional, IM7 puede igualar pero no superar eso.
Lo que destacan los compuestos de fibra de carbono no es la resistencia en absoluto 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 con creces según la fibra utilizada y la disposición. Incluso para una bandeja no orientada, puede obtener de 2 a 3 veces la rigidez del peso del Ti. Oriente la bandeja y podrá duplicarla nuevamente, o más.
Los métodos de fabricación también son muy diferentes, por lo que pueden determinar cuál es el mejor producto utilizado para una situación determinada. Los composites se cubren como una tela y se cocinan. Son ideales para superficies delgadas y curvas. No creo que nadie intente hacer un tornillo con ellos porque para eso los metales son perfectos.
Si está comparando productos, es mejor comparar especificaciones en lugar de materiales. No puede conocer todas las decisiones de ingeniería que se tomaron en un producto, pero puede conocer el peso y si tienen una reputación de confiabilidad o no.
Edite para agregar: Para estructuras compuestas, a menudo es el punto débil no es la fibra en absoluto, sino las uniones que normalmente se unen con epoxi.
Respuesta
He trabajado solo un poco con composites, pero te contaré lo que Lo más útil pero también más difícil de usar fibra de carbono es que es anisotrópica, 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 orientadas correctamente para lo que desea que haga la pieza. Esto le da mucho control sobre cuánta flexión y resistencia tendrá en áreas específicas, pero definitivamente es más complicado. 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 qué tan fuerte debe ser el titanio, sería mucho más simple. La otra cosa que tiene el titanio 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 alguna sacudida. Yo diría que, en general, una pieza de carbono bien diseñada es más fuerte (por peso), pero en muchas formas lo que está tratando de lograr debe compararse específicamente para tomar esta decisión