研究開発された技術紹介

本事業では、1.炭素繊維高分散UD-CFRTPテープの製作、2.撚糸付与と連続圧縮による異形引抜き成形技術、3.UD-CFRTPロッドをインサート材とする射出成形・端部成形・格子構造体製作、に関わる装置開発及び製作技術の確立並びに4.展示会出展・知財管理(特許出願)を一体で行った。第一電通が主担当、近畿大学が装置・CAEを分担し、アドバイザーの自動車メーカーより適用要件の助言を得た。

・炭素繊維高分散UD-CFRTPテープの製作技術の開発
・機能性UD-CFRTPロッドの連続圧縮引抜き成形技術の開発
・UD-CFRTPロッドインサート射出成形技術、グリッドストラクチャー構造体の製作技術の開発

・UD-CFRTPロッドの連続圧縮異形引抜き成形の技術開発
　-L字、T字断面の異形断面ロッドの連続引抜き成形装置、および技術を開発した(図1)
　-サーボプレスにより多方向から複雑形状のロッドに荷重を付与し、荷重および変位量をモニターできる装置を開発した
・UD-CFRTPロッドをインサート材とした射出成形の技術開発
　-インサート材にリベット用円孔の穿孔と射出成形を同時に行う金型によりCFRTPロッドの格子構造体を有する構造部品を製作した
　-バッテリーボックスの蓋をモデルとした構造部品を展示会で展示した(図2)
・UD-CFRTPロッドを用いたグリッドストラクチャー製作技術の開発
　-グリッド構造を有するラダー、円筒形状の接合構造体を製作した(図3)

・知財戦略の状況
　-「接合構造体の製造方法」特許を出願(特願2024-068938)。今後、異形断面成形装置も出願予定
・展示会出展
　-JEC World、SAMPE、高機能材料Week、宇宙系展示会などへ出展した

・車体・バッテリーケース　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　-UD-CFRTPロッドの格子補強をオーバーモールド(射出成型）した高剛性・軽量な蓋・カバーを量産タクトで製造する
　-射出成形時にオーバーモールドと同時にインサート材のUD-CFRTPロッドに締結ファスナー用の円孔を穿孔する
・軽量構造体・ブラケット
　-T字・L字ロッドを用い、曲げ剛性と取り付け性を両立した構造体(部品)を製作する
・建築・輸送機器
　-UD-CFRTPロッドを用いた円筒格子など立体格子の軽量構造体を製作する

高分散テープは分散度0.3～0.5で連続製造に成功し、ロッドは撚糸・異形とも量産連続成形を実証した。展示会を通じ試作依頼を獲得し、反り対策を含むインサート金型・成形条件の最適化を継続中。2025～2029年度で異形ロッド100～300m/年、格子構造体1～30件/年の販売計画を設定した。提供価格として1万円/mを提示した。

・ワンストップ
　①プリプレグ→異形断面ロッドの引抜成形，機能性付加（撚り繊維配向）引抜成形ロッドの引抜き成形　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　②引抜き成形ロッド→端部成形　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　③格子構造体（格子構造体の試作）→インサート射出成形（試作相談）

・量産適合
　自社開発のラボスケール引抜成形装置保有（丸棒，角棒，異形断面ロッド）

・撚糸・異形ロッドの量産供給と格子構造の試作案件を増やし，2025～2027年度に自動車・建築向けの採用を目標とする．　　　　　　　　　　　　
　・海外展示も活用して海外へ販路を広げる．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・関連装置・方法の特許化を強化し，知財を核に事業展開する．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　現在進行中の試作，製品評価　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　①展示会を通じ、UD-CFRTP引抜成形ロッドの試作依頼を6社から受け、現在評価中
　②インフラ補修工事用の構造補強材として引合いがあり、実証試験中
　③自動車ルーフパネル用構造材の引合いがあり仕様検討中

当初の技術的な数値目標は、一部を除き達成した。未達の目標については、しなやかさという新たに機能性を見出す結果となり新しい使用用途開拓ができることから事業化の課題とはならないと考えている．