「カーボンファイバー・
複合材料研究所」
CFRP / カーボンファイバーの成形
CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastic）とは、炭素繊維とマトリックス樹脂による複合材料の総称です。金属材料より優れた軽量、高剛性、高強度、低熱膨張性、X線透過性などにより、航空宇宙、医療機器、自動車、産業用ロボット、建設関係など幅広い分野で最も注目されている最先端材料です。
製品の開発・設計
開発・設計段階で、全体のレイアウトから各部品の構成・組み合わさり方、部品単体の積層仕様まで決定された後、成形・加工が進められます。
成形型の製作
当社ではカーボン製品の製作は、 主にオートクレーブ成形で行っております。
これは、予めカーボン繊維にマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグシートを専用の型に積層して、オートクレーブと呼ばれる窯の中で熱と圧力を掛けてカーボン繊維をより型に密着させて硬化させて成形する手法。
その為、使用する型も耐熱性がある物が必要になります。
短期間に少量の製品を製作する場合などは、金型や耐熱樹脂材等で直接成形型を製作。
車のボディなどは、マスターモデルで意匠面を造り込んだ後、製品と同じくカーボン繊維と樹脂を用いて成形型を製作します。
素材の切り出し
製作する製品に合わせて型紙を製作し、これを元にCADで編集・製作した切り出し用のデータを用いて、カッティングプロッターでプリプレグシートを裁断します。
素材の積層
切り出されたプリプレグシートを、1枚毎に決められた繊維方向に従って成形型に積層していきます。
素材の硬化・成形
プリプレグシートを積層した後、成形型全体をを耐熱フィルムで包み込み、バキュームポンプで真空引きを行い、プリプレグシートを成形型と密着させます。
この状態のままで、オートクレーブ内でさらに加圧／加熱してマトリックス樹脂を硬化させます。
組付け
オートクレーブでの硬化後に成形品は型から脱型し、トリミング・穴開け加工等を行い、仕上げていきます。
一体で成形できない物などは、接着剤を用いて一体化され、周りの構成部品との組み合わせを確認しながら、サンディング・トリミングを行い、合わせ・組付けをしていく。
AUTOCLAVE / オートクレーブのご紹介
オートクレーブは、カーボンファイバーの持つ高い特性を十分に発揮させるために必要な成型装置です。オートクレーブ自体はコンピュータで自動制御されるものですが、品質を維持するためには熟練した手作業が欠かせません。弊社では、レーシングカーの製作を手始めに会社創立以来、この技術を蓄積してきました。
オートクレーブ-#2 : 芦田製作所製
- 内部有効寸法
- 直径:2,000mm × 奥行:4,000mm
- 最大仕様圧力
- 0.98Mpa
- 最高仕様温度
- 200℃
- 冷却方式
- 冷却水循環冷却
オートクレーブ-#1 : 東京クラッチドアー製
- 内部有効寸法
- 直径:1,500mm × 奥行:3,000mm
- 最大仕様圧力
- 0.9Mpa
- 最高仕様温度
- 180℃
- 冷却方式
- 大気循環冷却
OVEN / 高温対応恒温器（オーブン）のご紹介
こちらの高温対応恒温器は、オートクレーブ成形と組み合わせることで、耐熱カーボン製品の製作を可能にするオーブンです。
温度を一定の間隔で繰り返し上昇、恒温、下降などの細かな制御を行うことが可能です。カーボン製品の特徴には、軽量・高剛性・高強度等に加え、耐熱性に優れているという特徴もあります。航空宇宙分野にカーボン製品が数多くに取り入れられている理由の一つです。レーシングカーにおいては、高温となるブレーキ周辺、エンジンの排気管周辺に、より耐熱性に優れたカーボン製品が必要とされます。
弊社では長年この耐熱性に優れたカーボン製品製作の実績を多く積んでおります。
オーブン : いすゞ製作所製
- 内寸法（有効寸法）
- 幅:1,990mm × 奥行:795mm × 高さ:1,000mm
- 温度範囲
- 40～300℃
- 方式
- 強制循環式
