エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2010年09月03日

カテゴリ : ローコストオートメーションと材料

第463回 軽量化技術-3:材料置換の軽量化技術-2

 CFRP複合材料は布地を補強構造材とするもの(前号462)と短繊維炭素を補強用フィラーとして樹脂に充填させた複合材料の2種類があります。後者を解説します。

(1)材料置換による軽量化について

材料置換による軽量化の場合、次の技術要件の同時解決が求められます。

図



(2)CFRP短繊維炭素複合プラスチックの特徴

下表の特徴があるため機械装置用にも採用が可能です。

長所短所
1)比強度が強い
炭素繊維: 比重=約1.8 引張強度=3,500~6,000N/mm2
鉄S45C: 比重=約7.8 引張強度=600N/mm2
1)価格が高い
2)熱変異が少ない
炭素繊維: 熱膨張率=-1~5 x 10-6/K
鉄S45C: 熱膨張率=9~12 x 10-6/K
2)衝撃に弱い
3)酸・アルカリに強く化学的に安定
4)衝撃吸収性がある
5)疲労特性に優れる
6)素材特性の制御ができる



(3)CFRP短繊維炭素複合プラスチック置換による強度保証のための材料設計

・樹脂に短繊維炭素を数10%混合させて溶融成形して製品化できます。
・短繊維炭素が、布状炭素構造材に置き換わったものです。
・プラスチック射出成形法と同様の成形法が採用できるため量産性と低コスト性に優れています。

【図】短炭素繊維複合プラスチックと射出成形品

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