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  5. 限定的なクルマにはなるのかもしれないけど、各メーカーからコレを用いたクルマをどんどん出していけると使い方とかにも幅が広がるんだろうけど [ウッkey]
イイね！
   
2017年10月21日

限定的なクルマにはなるのかもしれないけど、各メーカーからコレを用いたクルマをどんどん出していけると使い方とかにも幅が広がるんだろうけど

限定的なクルマにはなるのかもしれないけど、各メーカーからコレを用いたクルマをどんどん出していけると使い方とかにも幅が広がるんだろうけど NEDOとNDC、世界初の熱可塑性CFRP製自動車用シャシー製作に成功。軽量化と量産化の実現にメド

NEDO（国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構）と名古屋大学ナショナルコンポジットセンター（NCC）は、熱可塑性樹脂と炭素繊維を混練するLFT-D工法を用いることで、熱可塑性CFRP（炭素繊維強化プラスチック）のみによる自動車用シャシーの製作に世界で初めて成功したと発表しました。

今回の熱可塑性CFRP製自動車用シャシー製作の成功で、材料供給から最終製品にいたる一貫自動生産の技術が確立され、軽量化と量産化を実現しながらコストを低減することが可能になったということです。

これまでも軽量化のためにシャシーのような構造部材に熱硬化性CFPRを採用することは行われていましたが、力学的特性は優れているものの、成形性・融着性に問題があるため航空機や一部の高級車にしか適用できませんでした。

そこでNEDO事業（革新的新構造材料等研究開発事業）に参加した名古屋大学の石川 隆司（いしかわ たかし）特任教授らのチームは、成形性・融着性に優れ、温度を上げていくと柔らかくなって融解する特性を持った熱可塑性CFRPを使って、LFT-D（Long Fiber Thermoplastics?Direct）工法を用いた開発に取り組んできました。

その結果、熱可塑性樹脂を超音波振動と加圧力によって溶融させ、部材同士を接合する超音波融着法を用いたシャシー組み立て技術を確立し、熱可塑性CFRPによる自動車のシャシー部材の成形をこれまでより圧倒的に短い、1分程度の短時間で完了させることに世界で初めて成功しました。

しかも、LFT-D工法（ドイツのフラウンホーファ研究機構で最初に着想された繊維強化プラスチックの製造方法）では、連続的に炭素繊維を供給して熱可塑性樹脂ペレットと混練し、比較的長い炭素繊維長を保ったまま混練機から押し出される素材を高圧プレスに供給。短時間に所望の構造部材を成形することができます。

このため、圧力釜を使用するオートクレーブ法（航空機の製造で採用）では必要となる中間工程が今回の方法では不要になり、熱可塑性樹脂と炭素繊維の供給から最終製品までの一貫自動生産システムを構築して、製造時間の短縮が実現しました。同時に熱可塑性CFRPの融着可能な利点を生かして、ロボットを活用した超音波融着システムでシャシー部材を接合し、オール熱可塑性CFRP製シャシーの製作に成功しました。

ボディ外板だけではなく、シャシーもCFPR化することで車体の軽量化が大幅に進展し、今後自動車の車体の大部分がプラスチック化される素材革命の時代が来ることも予想されます。なお、オール熱可塑性CFRPシャシーは、2017年10月24日から幕張メッセで開催される「IPF Japan 2017 （国際プラスチックフェア）【第9回】」での展示が予定されています。

（山内　博・画像：NEDO）



NEDO 世界初 融着も可能なカーボン材だけの自動車用シャシーの製作に成功

2017年10月16日、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）と新構造材料技術研究組合（ISMA）の組合員である名古屋大学ナショナルコンポジットセンター（NCC）は、熱可塑性樹脂と炭素繊維を混練するLFT-D工法で、熱可塑性CFRP（炭素繊維強化プラスチック）だけの自動車用シャシーの製作に世界で初めて成功したと発表した。

これにより、材料供給から最終製品までの一貫した自動生産が可能になり、CFRPの部材コストの低減が可能になる。今後、自動車ボディの大幅な軽量化や部材の量産化が加速されることで、自動車によるCO2排出量の削減が見込まれ、社会環境の課題に応えることができる。

従来からクルマや航空機の軽量化のために有望視されている材料CFRP（カーボン複合樹脂材）があり、これまでは熱硬化性を持つCFRPが利用されてきた。これは力学的特性に優れるものの、成形性・融着性に課題があり、航空機や一部の高級車への適用に留まっている。

熱硬化タイプではないCFRPを目指し、NEDO事業のひとつとしてISMAの組合員である名古屋大学の石川隆司特任教授らのチームは、成形性、融着性に優れる熱可塑性のCFRPに着目。LFT-D（Long Fiber Thermoplastics Direct）工法を用いた開発に取り組んできた。

その結果、自動車のシャシー部材の成形をこれまでより圧倒的に速く、1分程度で完了させ、また、超音波融着法を用いたシャシー組み立て技術によって、熱可塑性CFRPのみによる自動車用シャシーの製作に世界で初めて成功した。

これにより、材料供給から最終製品までの一貫自動生産が可能になり、部材コストの低減にめどが立ち、CFRPの量産自動車への適用の加速が期待される。

■融着技術のメリットも

今回採用されたLFT-D工法はドイツのフラウンホーファ研究機構で最初に着想された繊維強化プラスチックの製造方法で、連続的に炭素繊維を供給して熱可塑性樹脂ペレットと混練し、比較的長い炭素繊維長を保って混練機から押し出される。その押し出された素材を高圧プレスに供給し、短時間に構造部材を成形する方法だ。

これまでの熱硬化タイプのCFRPのようなオートクレーブ法（電気釜にによる加圧・加熱）で必要となる中間工程が今回の方法では不要となるため、短時間での成形を実現している。

BMWはi3、i8に熱硬化型のRTM法を採用していることで知られているが、RTM法でも硬化に5分程度の時間を要する。しかし、LFT-Dはそれよりさらに高速で連続的に成形できる点が優位点だ。

また、熱可塑性CFRPの融着可能な利点を生かしてシャシー部材を接合することで、オール熱可塑性CFRP製シャシーの製作が可能になる。今回、ロボットを活用した超音波融着システムを構築したことで、複雑な実構造体の高速接合が可能になってくるのだ。

今後LFT-D工法で製作される部材の力学的特性の向上に注力するとともに、成形時の反りを抑制した高精度成形技術の確立を目指す。また、超音波融着技術においては、鉄鋼材料の接合で用いられるスポット溶接と等価レベルの高速接合技術を開発して行くという。

NEDOは、今回の成果と合わせ、他の構造材料の開発を推進するとともに、これら異種材料を統合するマルチマテリアル化技術に取り組み、輸送機器の抜本的軽量化を目指す。これにより、自動車によるCO2排出量の削減を進めることが期待できる。

なお、オール熱可塑性CFRPシャシーは、2017年10月24日から幕張メッセで開催されるIPF Japan 2017 （国際プラスチックフェア）で展示される。

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO) 公式サイト
名古屋大学ナショナルコンポジットセンター 公式サイト



やはり時代はカーボンになるんだろうね

トヨタとかマツダは86とかロードスターあるし、その辺でコレを用いた形で次期型とか出てきたら面白そうだけど、コンパクトカーとかで数をこなしていかないとダメかな?(万が一の事故時とかが気にはなるけど)
ブログ一覧 | 自動車業界あれこれ | 日記
Posted at 2017/10/21 00:24:51

   

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NEDO（国立研究開発法人_新エネルギー・産業技術総合開発機構） 名古屋大学ナショナルコンポジットセンター（NCC） 熱可塑性CFRP製自動車用シャシー
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「やはり時代はカーボンになるんだろうね」 From [ ウッkeyのグッジョブG4-S！ ] 2017年10月21日 00:25
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お中元のシーズンですね。
ベイサさん

この記事へのコメント

がんしっぷ
2017年10月21日 7:04
C02削減ってよく言われるけど生産時のCO2排出量は含まれていないから数字のマジックなんだよね～。
軽量化は良いけど小さい衝突事故などで修理不能になる可能性もあり廃車になる車が増えたりして。
コメントへの返答
2017年10月21日 16:21
それはリサイクルの話で散々出た話だけどだいたい黙殺される話ですよね…
修理不能で一発全損とか保険入っていないと死ねますね、金銭的な意味で

   

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