研究開発された技術紹介

離島想定の20kW級「浮体式洋上垂直軸型風車」向けブレードを対象に、1.断面最適化設計、2.現場重合型エポキシ樹脂専用の連続引抜成形装置の設計・製作・改良、3.ブレード素材の成形条件確立と特性評価、4.分割成形部材の融着条件確立と本体評価を実施した。NACA0025、スパン9.3m、翼弦0.465m、スキン厚4mmを基本とし、量産性と強度の両立を検証した（写真1）。

・連続引抜プロセス
-クリール/含浸/収束・賦形/加熱重合炉/引抜・コンパクション/切断の一貫ラインを構築
-雌雄一体型金型を用いず、重合炉+コンパクションで最終形状を付与（写真2）
・装置改良
-プラーチャック、炉内支持ローラー、成形物幅抑制治具、炉間保温治具を追加
・材料・接合
-現場重合型熱可塑エポキシ樹脂を適用し、分割部材の融着で大型断面を構成

・現場重合型エポキシ樹脂専用引抜成形装置の開発
-FAWT用ブレードの翼形状の断面形状をもとにアウトプットを行い、現場重合型エポキシ樹脂の特性を考慮した連続引抜成形装置を設計・製作した
・引抜成形法による炭素繊維熱可塑複合材料によるブレード部材の開発
-平板形状、及び翼形状を付与した形状の連続引抜成形に成功した
-平板形状の曲げ特性に関して、曲げ強度:750MPa及び曲げ弾性率:95GPaを実現した

・離島や沖合の再生可能エネルギー供給
-FAWTの低重心・小型浮体と組合せた分散電源
・国内製造サプライチェーン
-CFRTPの連続成形と融着により主要部材を国内量産
・大型化への橋渡し
-分割成形・連続組立の拡張で将来の大出力機へ展開

成形装置の設計・製作を完了し、プラーチャック等の追加改良で安定搬送・形状維持を高めた。幅485mm×厚4mmの翼形状まで「形」にでき、切断ユニットも連続運転対応に設計。生産速度は目標到達、一方で物性発現率の更なる最適化と融着スループットの向上が事業化前提条件であり、量産指標の詰めを継続中である。

・工程一体化
-含浸～重合～賦形～コンパクション～切断まで連続化し、量産に適する
・接合容易
-熱可塑樹脂により融着での連続組立が可能、ボルト・接着依存を低減
・国内調達
-CFRTP連続成形で主要ブレード部材を国内供給し、再資源化にも資する

ブレード素材の物性最適化と融着条件の高速化を並行推進し、20kW級FAWTの実機組立・評価へ移行する。分割断面・内部構造の最適設計を深化させ、装置の保全・計測を標準化。離島向け事業と大型化開発を並走させ、川下企業との連携で販売・適用拡大を図る見通しである。

研究開発後の課題は、NCF-UD の界面接着の強化、成形物のスプリングバック抑制、樹脂とオーブン温度の最適化の3点である。これらを解決し物性値の目標を満たした上で、融着方法の最適化検討を進め、最終的に 20kW クラス風車への適用を見据えた成形を実現する方針である。