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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of the manufacturing method of CFRP lattice structure by using electrodeposition resin impregnation method and its application technology

Research Project

Project/Area Number 20H02039
Research InstitutionOsaka Research Institute of Industrial Science and Technology

Principal Investigator

片桐 一彰  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) 戸谷 剛  北海道大学, 工学研究院, 教授 (00301937)
本田 真也  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90548190)
磯野 拓也  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70740075)
奥村 俊彦  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 (10359408)
陶山 剛  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (00712928)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsCFRP / セルロースナノファイバー / ラティス構造
Outline of Annual Research Achievements

下記の研究を推進した。
(A) 電着樹脂含浸法を用いたラティス構造の製造法を開発、部材曲線化の効果の実証:これまでに、独自の炭素繊維強化樹脂(Carbon Fiber Reinfroced Plastic, 以下、CFRP)の製造方法である、電着樹脂含浸法の開発を進めてきた。今年度、この方法を適用したCFRP製ラティス構造の製作方法を確立するため、いくつかのラティス構造の試作試験を行った。電着樹脂含浸法は、ラティス構造を構成する部材が曲線状であっても容易に製作できることが大きな特長である。そのため、曲線部材を使った変形性が最大限に活用され、将来、有用と想定されるラティス構造として、航空機の主翼の骨組構造に着目し、検討した。
(B) セルロースナノファイバーによるCFRPの衝撃強度の向上とラティス構造への適用:CFRPの衝撃強度を向上させるため、まずは、添加するセルロースナノファイバーの長さや直径を変化させて、炭素繊維間に侵入させる試験を開始した。従来から言われているが、セルロースナノファイバーの長さや直径は、セルロースナノファイバーの分散評価とも関連性が大きい。そのため、現用のレーザー回折式の粒度分布分析装置を用いてセルロースナノファイバーの直径、長さを評価し、衝撃強度の評価に向けた基礎データを取得した。
(C)蓄熱性の計測手法、評価手法についての検討:蓄熱性CFRPの蓄熱量を向上させるためには、蓄熱性のみならず、熱伝導性を向上させ、蓄熱性CFRPの面内において、極力の広い範囲で蓄熱させる必要がある。そのため、表面の熱分布を精密に確認でき、かつ、断熱性を十分に確保する方法について検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナ感染症のため。

Strategy for Future Research Activity

先行させることの出来る実験などの前倒しを推進する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effects of stacking sequences of non-hydrophobic cellulose nanofiber dispersion layer on impact properties of carbon fiber/cellulose nanofiber reinforced epoxy composite2021

    • Author(s)
      Katagiri Kazuaki、Kishimoto Naoko、Yamaguchi Haruna、Okumura Toshihiko、Kawakita Sonomi、Honda Shinya、Sasaki Katsuhiko
    • Journal Title

      Mechanics of Advanced Materials and Structures

      Volume: 30 Pages: 582~591

    • DOI

      10.1080/15376494.2021.2018743

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of cellulose nanofiber content on impact properties of carbon fiber reinforced epoxy composites with the cellulose nanofiber dispersion layer2021

    • Author(s)
      Katagiri Kazuaki、Kishimoto Naoko、Okumura Toshihiko、Kawakita Sonomi、Honda Shinya、Sasaki Katsuhiko
    • Journal Title

      Mechanics of Advanced Materials and Structures

      Volume: 29 Pages: 6087~6095

    • DOI

      10.1080/15376494.2021.1972369

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancement of impact properties of CFRP by inserting the non-hydrophobized cellulose nanofiber dispersion layer using an aqueous solution of epoxy resin2021

    • Author(s)
      Katagiri Kazuaki、Okumura Toshihiko、Kawakita Sonomi、Sonomura Hirosuke、Honda Shinya、Sasaki Katsuhiko
    • Journal Title

      Mechanics of Advanced Materials and Structures

      Volume: 29 Pages: 5350~5359

    • DOI

      10.1080/15376494.2021.1954270

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancement method of CFRP with the non-hydrophobized cellulose nanofibers using aqueous electrodeposition solution2021

    • Author(s)
      Katagiri Kazuaki、Honda Shinya、Okumura Toshihiko、Yamaguchi Shimpei、Kawakita Sonomi、Kume Kazuhiro、Sasaki Katsuhiko
    • Journal Title

      Mechanics of Advanced Materials and Structures

      Volume: 29 Pages: 4631~4638

    • DOI

      10.1080/15376494.2021.1934760

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tensile strength of CFRP with curvilinearly arranged carbon fiber along the principal stress direction fabricated by the electrodeposition resin molding2021

    • Author(s)
      Katagiri Kazuaki、Honda Shinya、Nakaya Shota、Kimura Takahiro、Yamaguchi Shimpei、Sonomura Hirosuke、Ozaki Tomoatsu、Kawakita Sonomi、Takemura Mamoru、Sasaki Katsuhiko
    • Journal Title

      Composites Part A: Applied Science and Manufacturing

      Volume: 143 Pages: 106271~106271

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2021.106271

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mechanical properties of the skeletal structure for UAV morphing wing by using CFRP with applying the electrodeposition resin molding method2022

    • Author(s)
      Katagiri Kazuaki、Park Choong Sik、Kawakita Sonomi、Kim Daekwi、Tamayama Masato、Honda Shinya、Sasaki Katsuhiko、Yamazaki Makoto
    • Organizer
      アメリカ航空宇宙学会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MANUFACTURING METHOD OF THE MORPHING WING STRUCTURE FOR UAV BY CFRP WITH APPLYING THE ELECTROFORMED RESIN MOLDING METHOD2021

    • Author(s)
      KATAGIRI KAZUAKI、PARK CHOONG SIK、YAMAGUCHI SHIMPEI、KAWAKITA SONOMI、DAEKWI KIM、HONDA SHINYA、SASAKI KATSUHIKO、TAMAYAMA MASATO
    • Organizer
      アメリカ複合材料学会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of a cylindrical lattice structure by using the electrodeposition resin molding method and its compression properties2020

    • Author(s)
      Kazuaki Katagiri , Shinya Honda , Shota Nakaya , Toshihiko Okumura , Shimpei Yamaguchi , Katsuhiko Sasaki
    • Organizer
      Proceedings of ICCS23 - 23rd International Conference on Composite Structures & MECHCOMP6 - 6th International Conference on Mechanics of Composites
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電着樹脂含浸法を用いたCFRPの製造方法と UAV用モーフィング翼の試作2020

    • Author(s)
      片桐一彰
    • Organizer
      日本機械学会年次大会2020 先端技術フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 電着樹脂含浸法を適用したCFRPによる UAV用モーフィング翼構造の製作と変形試験2020

    • Author(s)
      片桐一彰,朴忠植,山口真平,本田真也,佐々木克彦,玉山雅人
    • Organizer
      日本航空宇宙学会第58回飛行機シンポジウム
  • [Presentation] セルロースナノファイバーで強化したCFRPの 静強度と衝撃特性2020

    • Author(s)
      片桐 一彰,奥村 俊彦,道志 智,山口 真平,陶山 剛,本田 真也,佐々木 克彦
    • Organizer
      日本複合材料学会 複合材料シンポジウム

URL: 

Published: 2022-12-28  

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