2022年度公募 seeds-2588 - 【北陸】 軽量・高強度・低コストなラージトウ炭素繊維スタンパブルシートの製造技術
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研究の成熟度

  1. TRL1

    基本原理・
    現象の確認

    基礎研究

  2. TRL2

    原理・現象の
    定式化

    基礎研究

  3. TRL3

    実験による
    概念実証

    応用研究

  4. TRL4

    実験室での
    技術検証

    応用研究

  5. TRL5

    使用環境に
    応じた技術検証

    実証

  6. TRL6

    実環境での
    技術検証

    実証

  7. TRL7以上

    実環境での
    技術検証

※TRL(TRL(Technology Readiness Level):特定技術の成熟度を表す指標で、異なったタイプの技術の成熟度を比較することができる定量尺度

VISIONビジョン

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VISION

ビジョン

軽量・高強度な炭素繊維スタンパブルシートを連続製造して社会実装を目指す

炭素繊維複合材料をより広く社会へ実装する

本研究開発では軽量・高強度な炭素繊維スタンパブルシートをラボスケールで連続的に作製するプロセスの実証を目指します。炭素繊維複合材料の適用を妨げるコストの課題について、より安価な炭素繊維基材と工夫された製造技術によって解決します。幅500mm程度、長さは数メートルのスタンパブルシートをラボスケールで作製可能です。共同研究を通じて社会ニーズに応じた様々な製品用途へ炭素繊維複合材料を展開できればと考えています。

USE CASE

最終用途例

軽量・高強度な炭素繊維複合材料部材の適用

USE CASE 01各種の機械・電子機器、車両部材、医療機器、風力発電部材等の軽量化

APPLICATION

APPLICATION

部材をプレス成形するための中間基材シート

本技術で作製するスタンパブルシートは、プレス成形することで三次元形状の部材へ賦形することができます。スタンパブルシートを加熱溶融させ、スタンピングプレスすることでハイサイクルな成形が可能です。

STRENGTHS

強み

ラージトウを用いた低コストで長尺の炭素繊維スタンパブルシート

STRENGTHS 01

連続的に熱可塑性樹脂を炭素繊維基材へ含浸させる技術

熱可塑性樹脂の溶液化と連続的な樹脂含浸を可能とするダブルベルトプレス技術の組み合わせにより、樹脂含浸が難しいラージトウを用いた炭素繊維スタンパブルシートの効率的な製造技術を可能とします。

TECHNOLOGY

テクノロジー

溶液含浸とダブルベルトプレスによる連続的な溶融含浸の組み合わせ

TECHNOLOGY 01

溶液含浸と連続的溶融含浸手法の基礎技術を確立しています

本研究の土台となる基礎技術として下記の論文発表をしています
〇ダブルベルトプレスを用いた連続樹脂含浸技術
・石田応輔,他,材料システム,35, pp.53-59, 2017.
・O. Ishida, et al., Advanced Composite Materials, 30(1), pp.39-58, 2021.
・O. Ishida, et al., Sampe journal, 57(6), pp.20-25, 2021.
〇溶液含浸技術
・石田応輔,他,強化プラスチックス,62(8), pp.318-323, 2016

TECHNOLOGY 02

ラージトウ炭素繊維織物をPA6溶液に含浸してホットプレス成形

PA6溶液にラージトウ炭素繊維織物を浸漬して溶媒を除去すると、繊維束にPA6が含浸した中間基材が得られます。これにPA6フィルムを積層してホットプレス成形することでスタンパブルシートが作製できます。溶液を用いることで顕著な含浸向上が得られます。

・O. Ishida, et al., Composites Part A, 180, 108068, 2024.

PRESENTATION

共同研究仮説

炭素繊維スタンパブルシートの社会実装へ向けた適用研究

共同研究仮説01

連続製造プロセスの検証と最終部材への適用

ニーズに基づく仕様の改善、量産を見据えたプロセスの検証

中間基材メーカー、成形加工企業、装置メーカー、川下ユーザー
ー共同研究では市場ニーズに基づく様々な製品用途へ向けた研究を行います。品質と仕様の改善、及び、量産を見据えた製造プロセスの検証を行います。中間基材メーカー、成形加工企業、川下ユーザーとの共同研究を考えています。

LABORATORY

研究設備

製造プロセスの実証装置

LABORATORY 01

ダブルベルトプレス装置

上下2本のスチールベルトを回転させ、その間にシート状の基材を挟み、圧力をかけながら加熱→冷却の工程を連続的に行う装置。幅500mm×長尺のシートを成形できます。

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EVENT MOVIE

イベント動画

RESEARCHER

研究者

石田 応輔 学校法人金沢工業大学 
革新複合材料研究開発センター(研究員)
経歴

2017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
~2017年3月 民間企業で研究開発業務に従事

  • リサーチマップ

    https://researchmap.jp/7000017986

  • 専門領域

    複合材料工学

  • 共同研究の経験がある企業/業界

    メーカー(化学、繊維、自動車、機械)

研究者からのメッセージ

炭素繊維複合材料の社会実装へ向けて一緒に取り組ませて頂きたいと思います

炭素繊維複合材料の社会実装はなかなか簡単ではありませんが、本研究で開発する技術と企業の方々との共同研究によって、コスト・品質・ニーズへの炭素繊維スタンパブルシートの適用性の課題をクリアして社会実装への道筋が付けられればと考えています。