CFRP

概要

CFRP

CFRP(カーボン繊維強化プラスチック=炭素繊維強化樹脂)は鉄やアルミなどの金属に比べ同じ強度・剛性でより軽量化できるという特長を持つため、スポーツ・レジャーから航空・宇宙まで幅広い分野で利用されています。
すなわち、強度を必要とし、重量を軽くしたい場合に適した素材です。
ただし、GFRP(ガラス繊維強化プラスチック=ガラス繊維強化樹脂)に比べ高価になります。

特長

  • 軽量(鉄の約1/5)
  • 高剛性(鉄の約2倍)
  • 高強度(鉄と同等以上)
  • 高熱伝導性(鉄の1/2~1/3)
  • 低熱膨張性(鉄の1/10)
  • X線透過性
  • 振動減衰性

用途例

産業機械 搬送装置のハンド、アーム、
フレーム、ロボット部品
航空 航空機の機体、ヘリコプターの回転翼
宇宙 ロケット、人工衛星の部品
医療機器 X線撮影装置用天板、X線フィルムカセット
スポーツ・
レジャー
ゴルフクラブのシャフト、テニスラケット、釣竿

材質選定

  • CFRPはカーボン繊維(炭素繊維)を樹脂(一般的にはエポキシ樹脂)で固めたものです。
  • カーボン繊維は5~10ミクロンの太さの極細繊維で、PAN系とピッチ系の二つに大別されます。
  • PAN系はポリアクリロニトリル繊維を焼成したもの、ピッチ系は石炭・石油化学の残渣として出るピッチを溶融紡糸後に焼成して得られるものです。
  • また、カーボン繊維は一方向のみにカーボン繊維を引き揃えたUD材、縦横90°にカーボン繊維を織り込んだクロス材など多くの種類があります。
  • UD材を同じ方向に積層して成形した場合と、1枚ずつ縦横に方向を変えて積層して成形した場合では製品の特性が大きく変わります。
  • このように、カーボン繊維の品種や積層の方向性、樹脂の種類などの諸条件によってさまざまな種類のCFRPが製作可能なため、製品の必要特性に応じてカーボン繊維の品種や積層方向、樹脂の種類などを決める必要があります。
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