複合・新機能材料
高強度・高弾性率であり、かつ施工性の良い隙間埋め材開発により、航空機複合材構造組み立てにおける複合材間の隙間埋め品質向上と施工時間短縮を実現
愛知県
株式会社槌屋
2021年2月19日更新
プロジェクトの基本情報
プロジェクト名 | 航空機複合材構造用高強度・高弾性率隙間埋め材の開発 |
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基盤技術分野 | 複合・新機能材料 |
対象となる産業分野 | 航空・宇宙、自動車、産業機械、建築物・構造物、化学品製造 |
産業分野でのニーズ対応 | 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減) |
キーワード | 複合材、高強度、高弾性率、接合、接着 |
事業化状況 | 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中 |
事業実施年度 | 平成28年度~平成30年度 |
プロジェクトの詳細
事業概要
航空機へ複合部材が適用されてきているが、金属部材に比べ寸法公差が一桁以上大きいため、部材組上げの際に隙間埋め工程が必須となる。現状、この工程は手作業が多く、非常に手間と時間が必要となる。また、隙間埋め材の強度・弾性率が低いため、ボルト締結数が削減できず、軽量化が困難である。そこで、ボルト締結数の削減による軽量化、更に施工性改善による工程時間短縮化のために、高強度・高弾性率の隙間埋め材を開発する
開発した技術のポイント
航空機のCFRP部材間に生じる隙間埋めに適する高弾性率・高強度隙間埋め材を開発した
・隙間埋め材の強度、剛性が高い⇒ボルト締結数低減可能性がある
・工程時間半減
具体的な成果
・高強度・高弾性化の課題への対応
‐ペースト状及びシート状の隙間埋め材を開発した
‐材料設計、製造条件最適化により弾性率20GPa以上を達成した
・適正施工法確立及び施工法に適した性状確立
‐容易に施工でき、かつ自動化にも対応可能である
‐硬化後の気泡含有率2%以下を達成した
・工程時間短縮化の課題への対応
‐隙間の大小、形状問わず使用可能で、工程時間半減が期待できる
・川下ニーズを踏まえた品質評価技術の確立への対応
‐隙間埋め材のボルトにかかる負荷軽減効果を実証した
‐製品化における不良要因に対する評価手法を見出した
研究開発成果の利用シーン
開発した部材間隙間埋め材により、航空機複合材構造組み立て時の作業時間を短縮できる。
開発した部材間隙間埋め材により、複合材接合品の接合強度・剛性を向上させることができる。
実用化・事業化の状況
事業化状況の詳細
航空機分野において川下企業に対しては、サンプルを実際に現場作業者に確認いただき、ペースト1液化の要望を頂き、改良を実施し、改良後のサンプルにおいて、再度確認いただき、施工性、取り扱い性が改善されているとの評価を頂くことができた。自動車用途に関しては、レーシングカー製造メーカーにサンプルを提出し、基本特性良好との判断を頂いた。ただし、要望として作業性(接着剤の糸引き性、粘度)改善の要望があった為、第2回目で糸引き性及び作業しやすいようにカートリッジに充填したサンプルを提出、改善要望のあった作業性について試験いただき、良好との高評価を頂いている。現在は、川下企業にて性能評価の計画を立てて進めて頂いている。シート状サンプルについても厚み管理のしやすさや施工性の良さを高く評価いただいており、ペーストと同じく、性能評価の計画に組み入れてもらっている。
提携可能な製品・サービス内容
素材・部品製造、製品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発
製品・サービスのPRポイント
新規隙間埋め材を開発し、航空機複合材構造組み立てを模擬した試作品にて複合材間の隙間埋め品質向上と施工時間短縮を実現した。
今後の実用化・事業化の見通し
・航空機用途への採用には航空機メーカーの認証取得等が必要となるため、川下企業と連携して認証に向けた対応を進める
・航空機以外の用途展開として自動車向けに紹介・評価を開始頂いており、客先の要望を踏まえて開発を進める
・他の業界に対しても継続して紹介し用途展開に努める
・採用後の製造を見据えて、CFPRメーカー等と連携して量産体制の準備を進める
実用化・事業化にあたっての課題
炭素繊維の量、分散度合い、樹脂材種類等々最適化の必要があり、実用に向けた特性評価や塗工性についても、今後検討が必要である
プロジェクトの実施体制
主たる研究等実施機関 | 株式会社槌屋 |
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事業管理機関 | 公益財団法人科学技術交流財団 |
研究等実施機関 | 国立大学法人京都大学 大学院工学研究科 機械理工学専攻 教授 北条 正樹 学校法人立命館 理工学部 機械工学科 教授 日下 貴之 |
参考情報
主たる研究等実施機関 企業情報
企業名 | 株式会社槌屋(法人番号:3180001054660) |
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事業内容 | 商社 各種化学製品・自動車部品等の製造及び販売 |
社員数 | 497 名 |
本社所在地 | 〒460-8330 愛知県名古屋市中区上前津二丁目9番29号 |
ホームページ | http://www.tsuchiya-group.co.jp |
連絡先窓口 | 技術開発本部 プロジェクトマネージャー 神谷 達志 |
メールアドレス | tkamiya@tsuchiya-group.co.jp |
電話番号 | 0566-87-6789 |
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