| 研究課題/領域番号 |
18H01355
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18030:設計工学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 (2019-2020)
横浜国立大学 (2018) |
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研究代表者 |
前川 卓 早稲田大学, 理工学術院, 上級研究員(研究院教授) (70361863)
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| 研究分担者 |
松尾 宏平 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00399528)
澁谷 忠弘 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 教授 (10332644)
竹澤 正仁 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50782489)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 炭素繊維強化プラスチック / 刺しゅう機 / ツールパス / 曲率線 / 応力線 / ストレッチ線 / VaRTM法 / L-RTM法 / 自由曲面 / B-spline / 炭素繊維配置方向 / 炭素繊維強化樹脂 / CFRP / 形状モデリング |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、Tailored fiber placementと呼ばれる繊維の刺しゅう技術と自由曲面の平面展開技術とを組み合わせることで複雑形状の自由曲面をCFRPで製作する方法を開発した。成形対象の形状に対して，繊維を配向させたい方向, 例えば主応力の最大/最小方向に沿った2組の曲線群を計算する。次にその曲線群で囲まれた多角形パッチ(基本的には四角形パッチ)をすべて平面に展開し、展開された各パッチを二方向に繋ぐことにより二種類の平面展開図を作成し、展開図の境界線に沿って炭素繊維を基布に刺しゅうして二種類のプリフォームを製作し、それらを交互に積み重ねてCFRPを製作する新しい方法を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究においてコンピュータ制御されたミシンを使用して対象曲面内で切断されない炭素繊維が直交するCFRP成形方法を世界に先駆けて開発した。今後、さまざまなものづくりの分野においてこれまでにない利用技術を生み出すことが大いに期待される。特に、CFRPは環境対応素材として自動車、航空機の分野での用途が急速に拡がる中、日本のメーカ3社で世界の70％以上のシェアを有しており、国策上も非常に重要な素材である。本研究のCFRPの成形加工方法は、高強度の3次元形状を生成できるため、世界における日本のCFRP技術の存在感をさらに後押しすることが期待される。
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