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炭素繊維強化プラスチックとは
炭素繊維と樹脂を組み合わせて、1つの材料では成し得ない特性を有する材料
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特性と用途
CFRPは鉄に比べ、重量は約1/4で高い剛性を持ち、さらに優れたX線透過率と導電性を併せ持つ、今もっとも注目を集めている先端複合素材です。
それらの特性を生かし、ゴルフやスノーボードなどのスポーツ用品から人工衛星などの宇宙機器まで、幅広い分野で注目されています。
三星産業貿易からのご提案
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漁船 CFRPは金属ではないため、錆びることはありません。また、全体の軽量化を図ることが出来るため、省エネはもちろん従来の重量以上の積載を可能にします。
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医療機器 優れたX線透過率と電気伝導性、電磁波の遮断性を併せ持ったCFRPは、医療現場でも活躍しています。
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補助器具 軽さと丈夫さから医療補助器具の素材としても採用されています。
マトリックス樹脂
熱硬化性樹脂
エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノールなど
熱可塑性樹脂
アクリル、ポリカーボネート、ナイロン、PPS、PEEKなど
材料
熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の特長
| CFRP | CFRTP | |
|---|---|---|
| マトリックス | 熱硬化性樹脂 | 熱可塑性樹脂 |
| 成形手間 | △ | ○ 加熱成形で簡素化 |
| 耐熱温度 | 120～220℃前後 | 70～80℃前後 |
| 量産 | △ 一体成形向 （大型） | ◎ 小型＆接合 |
| 強度 | ◎ | ○ |
| 後加工 | 円孔、切欠、コーナーに弱い | 金属同様の加工 |
| リサイクル | △ 手間 | ◎ 容易 |
成形方法
シートワインディング成形
回転しているマンドレル（芯金）の外側にシート状の繊維に樹脂を含浸し半硬化状態にしたもの（プリプレグ）を巻きつけ、加熱硬化後マンドレルを引き抜いてパイプ状のものを成形する方法。パイプ、釣竿、ゴルフクラブのシャフトなどの成形に用いられる。
オートクレーブ成形
RTM成形（レジントランスファーモールディング）
型の中に強化繊維を配置し、密閉系の中に樹脂を圧力を掛けて流し込む(レジン・トランスファー=樹脂を輸送する)成形方法。オートクレーブといった圧力釜を必要とせず、バッグやシール材などの廃棄物も発生しないスマート成形の一つ。成形金型を利用するので成形物の寸法安定性が高い。
プレス成形
プレス機に一対の金型を取り付け，塑性や変形させる為に、圧力と熱をかけて成形する方法である。
簡易型でも製造できるために、試作などの少量生産に適している。
ハンドレイアップ成形
FRP（繊維強化プラスチック）の成形法の一つ。繊維に樹脂を含浸した硬化前の柔らかいシート状のFRPを，ハケやローラで成形型の上に積層させた後，硬化成形する方法。手作業に頼る部分が多いが，連続繊維で強化された大型の製品に向いており，ボート，浴槽などの成形に適用されている。
