先端複合材成形加工の事業概要
BUSINESS

先端複合材成形加工の事業内容

事業概要

複合材(複合材料)とは、異なる2つ以上の材料(主に繊維と樹脂)を組合せて作られる材料で、単体の材料より優れた特性を実現させたものです。わたしたちフジワラでは母材であるプラスチックに強化材として繊維を加えたFRP(Fiber Rainfoeced Plastic)の成形加工を得意とし、お客様の求める用途に最適な複合材部品の製造を行っています。

主な製品

  • AFRP製部品
  • GFRP製部品
  • CFRP/ハニカム部品
  • 複雑な形状の部品

主な設備

  • 自動カッティングマシン
  • オートクレーブ装置
  • AWJマシン
  • 超音波探傷検査装置

工程概要

主な成形方法

オートクレーブやホットプレス及びフィラメントワインディング機を駆使し、材料や特性に合わせたプログラム条件を設定して成形します。

オートクレーブ成形

成形治具に炭素繊維材料を積層し、オートクレーブ内で加熱・加圧して硬化する成形法です。複雑な形状を高品質で硬化できます。
フジワラが最も得意とする成形法であり、多くの製造ノウハウと技術力を有しております。

❶ 一般的なエポキシ樹脂から400℃高耐熱樹脂の硬化まで様々な材質に対応可能
❷ 最大6m×1mサイズの製品に対応

レイアップ作業
オートクレーブ成形工程

プレス成形

上下型内にセットした素材を熱間プレスし、安定した板厚/形状の製品を得る成形法です。
複雑な形状は難しいですが、比較的 安価で生産できます。
❶ エポキシ、フェノール樹脂から耐熱ポリイミド、熱可塑性(~400℃)まで製造
❷ 300tプレスで最大寸1mまで対応

プレス成形法

二次加工

顧客の要求に合わせて、熟練の作業者による丁寧な手仕上げとN/Cによる加工で対応します。

N/C加工

数値制御(Numerical Control)された3軸マシニングセンタによる切削加工で、成形品を最終製品の形状に仕上げます。

アブレィシブ・ウォータージェット(AWJ)加工

AWJ加工とは、細径ノズルから高圧噴出させた水に研磨材(ガーネット)を混入させ、素材を高速切断する加工法です。

手仕上げ

専用の仕上げ治具に製品をセットしトリム、孔明けを行います。


AWJマシン


手仕上げ作業

検査方法

各製造工程における外観検査や非破壊検査(破壊検査)を通じて、高品質な製品の保証に努めています。

一般検査(外観・寸法)

複合材製品の外観・寸法検査の他、複合材部品製造特有の製造プロセス確認を実施しています。

非破壊検査

複合材は材料を積層して製造する為、積層内に問題ないか非破壊検査を実施し、内部の品質を確認します。

物性試験

材料品質や硬化温度により樹脂硬化後の状態が変化します。テストピースを同時硬化し、破壊試験等で材料状態を確認します。

材料情報

製造実績のある主な複合材

  • 炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastics : CFRP)

    炭素繊維で樹脂を強化した複合材料です。CFRPの特性として軽量であることと優れた力学特性(強度・弾性率)を有しています。
    また、耐腐食性にも優れており金属のように錆びることはありません。
    古くから航空宇宙分野や特殊車両(レーシングカーなど)に用いられてきましたが、近年ではスポーツ用品・医療分野・自動車・建材にも用いられることが増えています。

  • アラミド繊維強化プラスチック(Aramid Fiber Reinforced Plastics : AFRP)

    アラミド繊維(商品名:ケブラー®)で樹脂を強化した複合材です。AFRPの特性として高強度、高弾性率で優れた寸法安定性を有し耐衝撃性、耐切創性にも秀でています。その優れた特性から様々な構造体(コンクリート等)の補強や航空宇宙製品で広く使用されています。

  • ガラス繊維強化プラスチック(Glass Fiber Reinforced Plastics : GFRP)

    ガラス繊維で樹脂を強化した複合材です。GFRPはFRPの中では比較的に安価で最も一般的な材料です。
    複雑な形状にも馴染みやすく、耐候性、耐食性、断熱性、電波透過性、絶縁性、耐水性に優れています。

  • シリカ繊維強化プラスチック(Silica Fiber Reinforced Plastics : SiO2-FRP)

    シリカ繊維は二酸化珪素(SiO2)を多く含有したガラス原料を繊維にし樹脂で強化した複合材です。

  • 炭素繊維強化熱可塑性プラスチック(Cabon Fiber Reinforced Thermo Plastics : CFRTP)

    炭素繊維で熱可塑性樹脂を強化した複合材です。CFRPとの大きな違いは加工プロセスの短縮にあり、CFRPは一般的にオートクレーブ製法を用いる関係でコスト高になるデメリットがありますが、CFRTPはプレス製法を用いることにより量産性が高く、安価で製造する事ができます。
    又、材料管理の面でもCFRPで用いる熱硬化性プリプレグ(予め繊維に樹脂を含侵させた材料)は冷凍保管などの厳しい制約条件があり、こちらもコスト増の要因となっていますが、熱可塑性材料は常温保管が可能であり安価で製造できる一助となっています。

  • 繊維の特性一覧

  • 樹脂の特性一覧

高性能ハニカムコア

ハニカムコアとは

ハニカムコアとはハチの巣状の構造体のことでハニカムコアを芯材として表面板で挟み込んだ構造をハニカムサンドイッチパネルやハニカムパネルなどと呼ばれております。
お客様のニーズに合わせCFRPやAFRPなどの表面板とハニカムコアを組み合わせることにより様々な特性を有した製品を製作することができます。
ハニカムコアにも種類があり、当社ではノーメックスハニカム、ガラスハニカム、アルミハニカム、発泡コア(ロハセル)などの取り扱い実績があります。

材料及び当社保有プロセスを組み合わせた力学特性等の一覧