3D molding of CFRP by impregnation of electrodeposited resin on non crimp carbon fabric with curved carbon fiber

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K06073
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Katagiri Kazuaki 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (70521277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 真平 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (40761002)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: CFRP / セルロースナノファイバー / 一体成形 / 脱オートクレーブ / 電着 / 炭素繊維

Outline of Final Research Achievements

We have developed a novel manufacturing method of Carbon fiber reinforced plastics (CFRP). That is, a carbon fiber woven fabric was immersed in an electrodeposition solution, and the resin was deposited and impregnated by energization. In this method, it was shown that a three-dimensional CFRP can be integrally molded, and curvilinear arrangement of carbon fibers can be easily applied. Furthermore, it was shown that the strength of CFRP was improved by applying the cellulose nanofiber dispersion on the surface after electrodeposition. Particularly, by applying aqueous electrodeposition solution, the hydrophobic treatment of cellulose nanofibers, which has been inevitable in the previous method, became unnecessary.

Free Research Field

機械材料・材料力学、航空構造力学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

航空機や自動車，スポーツ用品などには，高強度と軽量性を有するCFRPが広く用いられるようになったが，製造には高温・高圧が必要でエネルギ消費が多い。本研究では、電着液中で樹脂を含浸させる方法を開発し、立体的なCFRPの一体成形を可能にした。また、CFRP内の炭素繊維を曲線配置することによる荷重伝達の効率化、木材など再生可能な天然資源から精製されるセルロースナノファイバーを利用した更なる高強度化が可能であることなどを示した。