研究開発された技術紹介

CFRP(炭素繊維強化プラスチック)をプレス成形して旅行用カバン生地及びキャスターを製作する技術の開発である。金型一体加熱冷却システムを高度化して、加熱・成形・冷却・脱型のハイサイクルで、コストと品質基準を満たす国内初のCFRP部品の量産技術を目指す。新規素材の用途開発に加えて金属プレスの境界を越えて樹脂プレス技術の新地平を切り拓く挑戦的技術開発である

・ソフトカーボンのプレス成形
‐予熱・加熱・加圧・冷却の各工程時間を最適化し厚さ0.47mmを30secでの成形を実現した
‐厚さ1mmあたり60secの当初目標を概ね達成した
・キャスターの射出技術
‐鋭角部に不具合の出ない部品を製作することが可能にした
・自動車部品オイルパンの射出成型
‐射出成形に特有なヒケ、倒れ・反り、かすれ、ショートといった状態が生じない、最適な成形条件を確立した
・プレス成形・射出成形での堅牢性
‐トルク精密工業株式会社から提供された各種成形サンプルの力学的評価を行い、CFが比強度、比剛性に優れるが、凹凸部が残り、応力集中が起こりやすいことを明らかにした

・ソフトカーボンのプレス成形技術の開発
‐プレス成形条件(成形中の冷却時間、予熱時間等)の最適化により厚さ1mmあたり1分の成形時間ハイサイクル化を達成
・キャスターの射出成形技術の開発
‐キャスター部品のハウジング、ステーのハイサイクル成形を実現
‐CFRP化に対応した部品鋭角部の設計基準を明確化
・自動車部品オイルパンの射出成形技術の開発
‐オイルパン肉厚1mm、2mmでの良品成形技術(中央1点ゲート方式等)を確立
・プレス成形での含浸度、堅牢性の検討
‐繊維材賦形時の挙動を予測するシミュレーションモデルを開発
‐繊維材構造に応じた破壊発生のプロセス分析と明確化

加熱・成形・冷却・脱型のハイサイクルで、コストと品質基準を満たす国内初の量産技術により、旅行用かばん生地やキャスターをはじめとする日常品用のCFRP部品を提供

CF材は、軽量化及び強度の点より、航空機、列車及び一部自動車部品等で使用されているが、より身近な、日常品市場で使用し、受注拡大を目的として、研究開発を行なってきた成果として、未だ市場に出されていない、ソフトカーボンによるキャリーケース(ピギーケース)、ビジネスバックを製作し、また、スーツケースに使用するキャスターも全部品をCF材としたもの、自動車関連としては、オイルパンを、目で見える形として試作し公開したことで、広く、CF材の使用の可能性をPRすることができた

加熱・成形・冷却・脱型のハイサイクルで、コストと品質基準を満たす国内初のCFRP部品の量産技術。新規素材の用途開発に加えて金属プレスの境界を越えて樹脂プレス技術の新地平を切り拓く可能性がある

・ソフトカーボン製バック
‐材料価格が高額で、高価な商品とならざるを得ないため、コスト面での対応の可否より商品化が左右される。一般大衆向けでは無く、価格競合の無い、特殊用途での販路の可能性は大きい
・CFペレット射出成型品(キャスター部品)
‐本材の使用は構造体等の特定の使用に限定されると推測する
‐アドバイザーにも引き続き依頼し、ユーザーニーズを掘り出し販路開拓をする
・CFペレット射出成形自動車部品
‐他の材料との複合化により、ハイブリットとした部品として、ユーザーニーズを掘り出し販路開拓をする

・材料が高価なため、製品コストが高くなる
・当初想定した軽量化が実現できておらず、樹脂材と比べてメリットが余り無いことが普及を妨げる要因となる