2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of micro / nano particle phenomena in welding process of carbon fiber reinforced thermoplastics near the fiber / polymer interface
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20K05120
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
西籔 和明 近畿大学, 理工学部, 教授 (30208235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田邉 大貴 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70792216)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 熱可塑性CFRP / 融着接合 / 接合界面 / 引張せん断強度 / 超音波融着接合 / 抵抗融着接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（熱可塑性CFRP）の繊維/樹脂界面近傍での融着接合過程の現象解明を目的とし，融着接合部に添加するマイクロ・ナノ粒子の影響を解明した．
具体的には，研究代表者がこれまで独自に取り組んできた金属粉末冶金技術および樹脂射出成形技術を融合したマイクロ・ナノプロセッシングの研究成果を，研究分担者が独自に取り組んできた熱可塑性複合材料の各種融着接合におけるプロセス研究の成果に応用し，分野横断型の学際的な研究を目指した．
研究の結果，熱可塑性複合材料における抵抗融着や誘導融着，超音波融着等の加熱手法の違いや，加熱・加圧・冷却条件などの融着過程に共通する種々の条件，および融着界面におけるカーボンナノチューブ（CNT）などのマイクロ・ナノサイズの粒子や繊維が融着接合過程での繊維/樹脂界面近傍に及ぼす現象や接合強度に及ぼす影響を実験的に解明することができた．
本研究の成果は，熱可塑性樹脂複合材料の融着接合プロセスにおける普遍的な影響因子を明らかにするものであり，熱可塑性CFRP等の先進材料の融着接合プロセスの高度化に貢献できる．これにより，熱可塑性複合材料の用途拡大をより進めることが可能となり，学術的な独創性や工業的有用性は極めて高いと考えられる．また，マイクロ・ナノテクノロジーとCFRPの成形加工技術を融合した先進的な技術分野を開拓し，普遍性の高い研究成果が産業応用につながると考えられる．
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