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ビジョン
現在、成形性に優れた繊維強化熱可塑性樹脂の製造・成形技術の開発が進んでおり、航空機・自動車産業への適用に向けた次のステップとして、複合材料の接合技術の確立が望まれています。接合技術の中でも最速かつ省エネルギーの超音波溶着接合が注目されています。しかし、超音波溶着接合は、十分解明されていない発熱メカニズムと界面摩擦熱による急激な昇温速度から、安定した溶着と品質予測が難しいという課題があります。本研究では、実際に生じている振動を直接計測することで、超音波振動がどのように発熱に寄与するかを解明し、従来難しかった複合材料の超音波溶着接合を実構造に適用するための技術の確立を目指しています。
最終用途例
APPLICATION
本研究成果により、高速・省エネルギーの超音波溶着接合技術を、軽量でリサイクル性に優れる炭素繊維強化熱可塑性樹脂に容易に適用でき、自動車、航空機、風車のコスト削減と軽量化によるCO2削減を実現可能になる。
強み
従来の溶着品質の評価方法は、主に超音波溶着機の発信機電力（パワー）とホーンの変位の履歴から、溶着状態の予測が行われていた。本研究では、超音波溶着時のホーン・被着体の振動挙動を、レーザー計測器を用いて直接計測し共振状態を調べることで、被着体の接合状態を直接的に評価できる点に新規性・独創性がある。
テクノロジー
川崎 翔大（金沢工大），石田応輔，鵜澤 潔，CFRTPの超音波溶着接合時における振動挙動の評価，第１３回 日本複合材料会議（JCCM-13）(2022.3)，2C06．（Oral発表）．
川崎 翔大（金沢工大），石田応輔，白井武広，鵜澤 潔，エネルギーダイレクタが超音波溶着接合時のCFRTPの振動挙動に与える影響，第47回複合材料シンポジウム(2022.9)，C109，pp. 151-152．(Oral発表)．
共同研究仮説
共同研究先の候補の業界は、複合材料の組み立てを行う航空・宇宙、自動車、エネルギー産業と考えています。具体的な接合対象を持つ企業と協力することで、企業・国家の利益に直結するるような技術開発が可能になると考えています。
イベント動画
研究者
■経歴
2017年7月 – 2017年11月東京工業大学 フロンティア材料研究所
特別研究員
2017年11月 – 2021年3月東京農工大学 工学府・工学部 特任助教
2021年4月 – 現在金沢工業大学 革新複合材料研究開発センター 研究員
■代表論文
S. Kawasaki et al., Functionally Graded Adhesive Joints Bonded by Honeymoon Adhesion Using Two Types of Second Generation Acrylic Adhesives of Two Components, JOURNAL OF ADHESION 92(7-9) 517-534 2016年
