| 研究課題/領域番号 |
18K03869
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
喜成 年泰 金沢大学, 設計製造技術研究所, 教授 (90195321)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 炭素繊維強化複合材料 / 組紐 / 炭素繊維 / 熱可塑性樹脂 / 中立糸 / 機械的性質 / プリフォーム / 繊維強化複合材料 / 熱間プレス / 外殻＋隔壁構造 / ＣＦＲＰ / 生物形態 / 複雑構造 |
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| 研究成果の概要 |
連続炭素繊維を熱可塑性樹脂に予め含浸しテープ状に細くスリットしたテープ（以下CFRTPテープ）を用い、組紐形成時においてテープが中空円筒表面を隙間なく覆い、折れ曲がることがないような編組条件を探索し、熱間プレスした試料を作成し、曲げ強度で800MPa、曲げ弾性率で100GPaを超えるCFRTPパイプを得ることができた。この成果は当初目的の「同一質量の鋼構造物と比較して5倍以上の機械的強度」に対して、鋼の比重7.8、CFRPの比重1.5を勘案すると、曲げ強度において目標を大きく上回ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱可塑性樹脂を母材とする炭素繊維複合樹脂（CFRTP）は、先行する熱硬化性樹脂を母材とするCFRPに比べて、再加工や補修が可能であり、リサイクルも容易であるという利点を有する一方で、高温で樹脂が溶融してもその粘度が高く、成形性に難点があった。これに対して、本研究で提案したCFRTPテープを編組後熱間プレスする製造方法により、800MPaを越える曲げ強度の中空パイプを得る製造技術を確立することができた。この成果により「軽くて強い」構造部材が社会全体に広がることが期待される。
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