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プロジェクトの基本情報

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2019年3月18日更新

HP-RTM成形に好適なプリフォーム及び基材
高速含浸性、高賦形性、低端材ロスを実現

テックワン株式会社

プロジェクト名 炭素繊維ドライファイバーチョップドテープによる高生産性・高機能性・高賦形性すべてを達成する革新的RTM成形技術の開発
対象となる川下分野 自動車、航空機、住宅・インフラ、産業機械
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
高耐久性(耐熱性、耐食性、耐摩耗性の向上など)
質量低減(小型化、軽量化など)
環境配慮(不純物の除去や無害化、廃棄物削減、 CO2削減など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
美的価値の追求(デザイン性の向上など)
上記ニーズに対する具体的な数値 炭素繊維複合材料の歩留まり90%以上
SMC以上の強度特性
質量はアルミの1/2
事業実施年度 平成27年度~平成29年度
事業化状況 補完研究中(完成に向けて現在研究中)
対象としている素材 CFRP

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
世界で地球温暖化対策としてCO2削減が求められており、特に自動車業界では軽量化のため炭素繊維複合材料の開発が進められている。欧州ではBMW社などが熱硬化性のハイプレッシャーRTM成形を適用し、量産製造技術を確立している。日本では熱可塑性CFRPの開発がすすめれられているが、実用化や製造技術はいまだ適用に至っていない。このような中、平成27年より金沢工業大学と三井物産がハイプレッシャーRTM成形による産学連携の研究開発を開始。そこに繊維加工のテックワンと金型技術を有する共和工業が参入し、次世代CFRP量産技術の確立を目指す今回のプロジェクトに至った。
研究開発のポイント
従来のRTM成形はマルチアキシャル基材を裁断、プリフォームし成形するが、基材の裁断工程で端材が約4割も発生し、材料のロスが生じる。また、マルチアキシャル基材は一方向の炭素繊維を積層したもので、賦形性が悪く複雑形状のものを成形するのが困難である。この課題解決のため炭素繊維を切断し、チョップドテープによるシートを作成し、さらにチョップドテープを必要な部分に必要なだけ配置することで端材ロスを最小限に抑え、機械特性の設計で自由度が高くなり、高賦形性により複雑形状の成形が容易になる基材の開発とハイプレッシャーRTM成形時の樹脂注入流路の開発を行った。
研究開発の具体的な成果
炭素繊維ドライファイバーチョップドテープの量産に向けたバインダー塗布の効率的手法を開発することにより、歩留まり90%以上でNCF以上の賦形性を持った実部材形状のプリフォーム成形技術を確立した。また、複雑形状をプリフォームする金型を開発するとともに、ハイプレッシャーRTM成形において表面品位の不良が無くボイド率2%以下でSMC以上の力学特性を実現した樹脂注入プロセスを有する金型を開発した。さらに、HP-RTM成形時にマトリックス樹脂を金型の末端までボイド無く流し込むため、プリフォーム中に樹脂の流路を組み込むことで、最大の課題を解決することができた。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
自動車のファイアーウォールパネル、フロントエンドなどの複雑形状を有する部材のほか、強度や賦形性に加えて耐熱性や耐薬品性に優れる特性を活かし、航空機、一般産業機械、医療機器、住宅設備、土木インフラなどの構造材料への適用が見込まれる。

事業化への取り組み

事業化状況、規模 車両メーカーと個別に部材開発の検討をしているが、採用に向けた大幅なコスト削減を検討する必要がある。また、チョップドテープによる複雑形状のプリフォーム技術を最大限に活かし、炭素繊維以外の材料にも適用できるようさらに検討を進めている。
事業化による効果 個別の技術に関しては問い合わせ、試作、共同開発の打診がある。
知財・広報活動 知財:プリフォーム作製技術について特許出願中
広報活動:
・2017.7.27 日本経済新聞(北陸版)紹介記事
・2017.7.31~8.2  ICCワークショップで実演
・2017.11.8 コンポジットハイウェイアワード応募(2次審査)
・2017.12.1 先端材料技術展JISSE15で発表
・2017.11.27 RIT/ICC Japan-Germany Networking Forum 発表
・2017.12.18 専門月刊誌「プラスチックスエージ」寄稿
・2018.5.17~19 ビジネス創造フェアいしかわ2018出展
・2018.10 トヨタ自動車向け技術シーズ展示会出展
・2018.10 先端材料技術展2018出展
今後の見通し 自動車部材、航空機内装材を中心に個別対応中。要素技術として開発したプリフォーム技術は個別に引き合いがあり、要望に応じた取り組みを継続中。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
当初の目標はほぼ達成できた。今後はさらなるコスト削減を検討し、より使いやすい基材の提供とRTM成形技術の確立を目指すとともに、物性のバラつきを低減する目的で当該技術を織物基材に展開する。
川下産業からの引き合い状況
(件数等、内容)
国内:2件 織物基材への応用開発依頼
海外:2件 事業化アプローチ

研究開発の体制

事業管理機関 公益財団法人石川県産業創出支援機構
法認定事業者 テックワン株式会社
研究実施機関 共和工業株式会社
学校法人金沢工業大学
石川県工業試験場
アドバイザー 株式会社本田技術研究所
三井物産株式会社
株式会社カドコーポレーション

PRコメント

ハイプレッシャーRTM成形装置を用いてより早く、より高精度に成形する金型と基材を開発しました。金型は樹脂注入プロセスを考慮し、ボイド率は2%以下を実現しております。また、基材は方向性や炭素繊維量を自在に設計でき、複雑形状も成形可能なうえに歩留まり率90%以上と、NCFよりも高い性能を持っています。自動車、航空機をはじめ様々な分野に積極的に展開していく予定です。

企業情報

社名 テックワン株式会社
(法人番号:7220001012817)
所在地 〒929-0124 石川県能美市浜町ヌ161-4
電話番号 0761-55-0761
社員数 168名 (男性  123名、女性  45名)
資本金 80,000,000円
業種 その他の製造業
事業内容 合繊織物の染色加工、高機能フィルムの製造販売
URL http://www.tecone.co.jp
保有する生産設備と
スペック
炭素繊維関連設備は試作用
連続粉末塗布装置、裁断機、散布機
プリフォーム成形機、大型熱処理機
生産拠点エリア 国内 所在地:石川県能美市旭台2-14 研究センター
海外生産対応 不可
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
研究センター

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