自動積層装置による熱可塑性複合材料の成形プロセスのメカニズム解明と反り変形予測

Research Project

Project/Area Number	25K17516
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
Research Institution	Japan Aerospace EXploration Agency
Principal Investigator	佐藤光桜国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (90914664)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2029-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2028: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2027: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	熱可塑CFRP
Outline of Research at the Start	熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化プラスチック（CFRTP）を成形する手法の一つであるAFP-ISC積層では、レーザー溶融温度（400℃）と金型温度（室温）間の冷却速度によりCFRTPの力学特性が変化するため、樹脂の硬化収縮や熱残留応力などにより、脱型後の成形品に主に反り変形が生じる。本研究では、AFP-ISC積層の急速加熱・急速冷却する熱履歴に伴う熱可塑性樹脂の0～45％の結晶化度および粘弾性特性を逐次的に考慮することで、硬化収縮や熱残留応力の発生メカニズムを明らかにし、成形品の反り変形挙動を定量的に予測する。