2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the manufacturing method of CFRP lattice structure by using electrodeposition resin impregnation method and its application technology
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20H02039
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
片桐 一彰 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (70521277)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸谷 剛 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00301937)
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)
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, 主幹研究員 (10359408)
磯野 拓也 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70740075)
本田 真也 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90548190)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | セルロースナノファイバー / 炭素繊維 / CFRP / ラティス構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラティス(＝格子)構造は、炭素繊維の剛性と強度を最大限に活用した軽量・高強度構造である。しかし、炭素繊維強化複合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP)によるラティス構造の製造には制約が多く、実用例はほとんどない。本研究では、自動車塗装に使われる電着液に炭素繊維を浸漬し、電流を流して繊維表面に樹脂を析出させて含浸する、独自の電着樹脂含浸法を適用し、(A) 任意形状のラティス構造の製造法を開発した。また、(B) 持続可能な資源で、強度に優れるセルロースナノファイバーを添加し、ラティス構造を強靱化する手法を示した。更に、(C) 軽量で高性能なCFRPヒートシンクの実現に向け、樹脂含浸と同時に蓄熱材を複合化する手法の開発を進めた。固定翼無人機の翼構造（翼端部）を一例として、いくつかのラティス構造を製作し、製作性及び変形特性（曲げ荷重と変位及びねじり荷重と回転角の関係）を確認した。また、これらの翼構造を想定したラティス構造の変形特性を確認した。飛行時において想定される荷重範囲においては座屈は確認されなかった。また、セルロースナノファイバーを添加した場合の衝撃特性を確認した。計装化シャルピー衝撃試験の結果、セルロースナノファイバー添加量、セルロースナノファイバー層の挿入位置（積層構成）が衝撃力と時間の関係に及ぼす影響について検討を行った。さらに、蓄熱材をCFRPに複合化する手法を開発し、蓄熱材の添加量と蓄熱量の関係を求めた。蓄熱材には、固相から液相、液相から固相に変化する蓄熱材ではなく、固相において結晶構造が変化する固相蓄熱材を用いた。電子機器などの発熱対策として、固相蓄熱材の添加による吸熱効果を利用できる可能性を確認した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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