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10月01日

カテゴリ : ローコストオートメーションと材料

第467回 軽量化技術-7:材料置換の軽量化技術:繊維強化プラスチック

 繊維強化プラスチック(FRP)は、ガラス繊維をはじめとして各種の繊維をプラスチックの中にいれて強度を向上させた複合材料のことで、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)はその代表的な複合材料です。ガラスさ繊維による強化プラスチックはGFRPとも書かれます。

(1)FRP材料

・プラスチックは金属材料に比べて軽量ですが、弾性率が低いために力に対して変形が大きく生じます。この欠点を克服するため、ガラス繊維などの弾性率の高い材料と複合化させることで、軽くて高強度の材料にしたものがFRPです。
・複合させて強化する材料には、ガラス繊維、炭素繊維、強度が高い樹脂繊維、などがあります。
・強化繊維の複合混入方法には、①短く切断した強化繊維を均一に混合する、②布状繊維に方向性を持たせたままプラスチックに浸潤させる方法の2種があります。

強化プラスチックの種類特徴
ガラス繊維強化プラスチック:GFRP比較的に安価で電波透過性に優れる射出成形可能な材料
ガラス長繊維強化プラスチック:GMT強度に優れ、自動車部品などに使用されます
炭素繊維強化プラスチック:CFRPアルミニウム合金の後継材料として使用されています。
ボロン繊維強化プラスチック:BFRP強度が特に強く軍事兵器などに使用されます。
アラミド繊維強化プラスチック:AFRPアラミド繊維(ケブラー)による強化で耐衝撃性に優れます。
液晶ポリマー射出成形が可能で再利用できる材料です。
(参考文献:炭素繊維協会HP)

長所:

(1)金属より比強度が大きく軽量化が可能
(2)保温性がよい
(3)腐食しにくい
(4)補修が簡単

短所:

(5)リサイクルや廃棄処分が難しい
(6)価格が高い
(7)層間剥離などの不良が起きる

注記:
比強度とは、複合材料の特性をしめすバロメーターのひとつで、比重に対する材料強度のこと。

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