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カーボンファイバー製品製作

「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 : 羽生田鉄工所製

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
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