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【抜粋記事】CFRPプレス成形の技術トレンド-期待が高まるプレス成形技術

日刊工業新聞
CFRPプレス成形の技術トレンド-期待が高まるプレス成形技術

CFRP_image3.jpg

多様な分野で炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の採用が広がり、量産プレス成形技術が注目されている




熱硬化性CFRPにおいては、炭素繊維を所定の形状にプレスした後、金型内で樹脂を注入固化させる。熱可塑性CFRPにおいては、あらかじめ樹脂を炭素繊維に浸み込ませ、樹脂が溶融状態にあるうちに金型でプレスし、金型内で冷却させる


現在までのところ熱硬化性CFRPが先行し採用されている。さらに量産を進めるためには、熱可塑性CFRPが必要だと考えられており、プレス成形に関する研究もさかんに行われている


熱硬化性CFRPの量産方法として用いられているのは、RTM法(Resin Transfer Molding)と呼ばれる。樹脂を含浸させていない炭素繊維の束やシートを金型で成形する形状に予備成形し(その際、炭素繊維を束ねている熱可塑性樹脂などで仮止めする)、その後、成形体を別の金型内に入れ、そこに樹脂を注入して固化させる方法


熱可塑性樹脂は溶融温度に上げても粘性が高いため、炭素繊維の束の隙間に浸透しにくい



CFRP_molding_image1.jpg

プレス成形方法として考えられる一つ目は、あらかじめ熱可塑性樹脂を浸み込ませたCFRPのプレートを作成しておき、これを用いて金型でプレス成形する方法(スタンピング成形)


もう一つの方法は板材を作らずに、炭素繊維と熱可塑性樹脂を混ぜあわせたものをそのまま金型の中に入れてプレス成形する方法(LFT―D、長繊維のダイレクト成形)


炭素繊維は連続繊維のまま使用するのが最も強度が高いが、連続繊維だけでは成形できる形状に制約がある。このため繊維の長さをある程度にカットしたものを用いて、リブなど複雑形状の成形を可能にすることが研究されている。今後は従来の方法をさらに融合して、任意の形状を高速で成形する方法の開発が進むと考えられる



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