チャレンジ製品CFRP蝶番の製作工程を見学してきました
協力工場:株式会社エーシーエム 様
オーブンによる真空バギング成形について勉強してきました。近年タキゲンではチャレンジ製品としてCFRPの蝶番や平面ハンドル等を研究開発しています。
高強度で設計自由度の高いCFRPの特性
CFRPの特性として、軽くて強度が高いことが知られていますが、それだけでは無く、弾性率も自由に設計することができます。
そのため、CFRPの製品は材料と構造の両方を設計しなければなりません。カーボンの繊維といっても様々な繊維があり、引張強度に特化した繊維、弾性率の高い繊維があります。この繊維の組合せの中から、用途に合せた材質特性を持つCFRPを(材料)設計することができます。また、構造設計においては、繊維を重ねる角度によっても強度が変わってきます。同じく用途に合った繊維方向を設計します。そのため、設計の自由度が高く、用途に合った強度を持たせることが可能になります。
代表的なプリプレグの種類
CFRPのすごいところ!
CFRP蝶番の作り方
オーブンによる真空バギング成形
1)シート上のプリプレグを型に合せてカットしながら積層。1枚のシートは0.25mmのため、8枚重ねることで2mmの厚さを作り出します。簡単に見えますが熟練するまで3年は必要。ちなみに蝶番4枚分で一時間かかります。
2)型で固定し、耐熱フィルムで完全に真空状態にして炉で硬化させます。
3)マシニングでカットします。加工には油が使えないため、刃の摩耗が激しいです。
4)軸をエポキシで接着して完成です。
職人の高い技術が生み出す高機能製品
CFRPの蝶番が完成するまでの一連の流れを見学させていただき、見た目はシンプルな蝶番でも、一枚のプリプレグから製品にする難しさを学びました。
また、タキゲン製品をつくる現場を初めて見て、成形、成形品への加工(バリのカット、穴加工、ピンの接着)など、設計通りにモノづくりをすることができる職人の技術の高さが、製品の品質を支えていることを、身をもって感じました。
カーボンの特性として、軽い、強い、非着磁性、熱膨張しない、成形の剛性のコントロールが可能なことがあげられます。職人が1つずつ手作業で作業するため大量生産には向いていませんが、小ロットでの製作が可能になります。金属では実現できない製品づくりもタキゲンなら実現できます。
チャレンジしてみたいCFRP製品がありましたら、ぜひタキゲンにご相談ください。
(情報開発部 吉村)
CFRP Q&A
Q. 屋外でも使用できるの?
A. 表面が黒いため光を吸収し中まで通さないため、屋外で使用しても問題ありません。
Q. 耐熱温度(ガラス転移点)は?
A. B-1078-14 CFRP製は130度です。仕様に合せて250度まで製作することができます。
Q. 取付ける材料に相性はあるの?
A. 水分のある環境では電解腐食を起こす可能性がありますので、金属側もしくはCFRP側に絶縁処理を施して対応することができます。使用条件をご相談ください。
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