CFRP 書籍
 
No.1824
セルロースナノファイバーの 調製、分散・複合化と製品応用
高分子における劣化・破壊現象の写真・データ事例集

 

★ 溶融粘度が高い“熱可塑性樹脂”をどうやって含浸させるか?
   材料の選び方・組合せ方から炭素繊維の表面処理、マトリックス樹脂の改質技術まで一挙公開!

CFRPの
繊維/樹脂 界面制御と成形加工技術

発 刊: 2015年5月29日  体 裁 : A4判 403頁   定 価:80,000円(税抜) ISBN:978-4-86104-587-5


■ 本書のポイント
★ 高生産性+低コスト化への挑戦!
◆ 熱可塑性CFRP(CFRTP)の成形加工技術 ◆
    ・熱可塑性樹脂の粘度・温度の最適条件とは?
    ・複雑・立体・細かい形状、大型製品の成形加工に対応するために!
    ・サイクルタイム1分以下の革新的高速成形技術
    ・加工中の繊維折損をどう対策するか
 
◆ 二次加工の問題点とトラブル対策 ◆
    ・バリ、デラミがでない高精度加工技術
    ・くっつきにくい CFRTP/金属との接着技術
    ・CFRTPへの加飾、高級感付与事例
 
◆ CFRPの劣化・損傷・剥離メカニズム ◆ 
    ・どこからどのように壊れていくのか 
    ・繊維自体のシワ、ヨレ対策
    ・強度低下や層間剥離の要因となるボイド(空隙)対策
    ・温度,湿度,紫外線、、、曝露による母材樹脂の劣化対策
    ・経年劣化やストレスに対するCFRP製品の強度予測
 
◆ トップメーカーの最新事例が満載! ◆
   ・「トヨタ LEXUS」「BMW」「三菱MRJ」への採用事例
   ・量産車への本格普及に向けた生産性向上技術
   ・高圧容器、燃料電池、電子機器、風力発電、
             人工衛星、スポーツ用品への応用事例も!

■ 執筆者(敬称略) 

東レ(株) 山本泰正 山形大学 井上隆
三菱レイヨン(株) 杉浦直樹 (独)産業技術総合研究所 堀田裕司
日本グラファイトファイバー(株) 荒井豊 (独)産業技術総合研究所 島本太介
元AGCマテックス 田澤仁 (株)日立ハイテクサイエンス 大久保信明
三井化学(株) 佐々木豊明 前田技術事務所 前田豊
日本ユピカ(株) 諸岩哲治 石川県工業試験場 木水貢
DIC(株) 藤田 幸子 大同大学 平博仁
近畿大学 柏村成史 サンワトレーディング(株) 馬場俊一
同志社大学 藤井 透 (株)JSOL 一ノ瀬規世
ハンツマン・ジャパン(株) 相澤宏修 東海大学 西義武
サカイオーベックス(株) 竹内博紀 熊本大学 坂本重彦
東京工業大学 塩谷正俊 名古屋大学 梅原徳次 
(独)物質・材料研究機構 内藤公喜 (株)スギノマシン 寺崎尚嗣
トヨタ自動車(株) 小澤学 大同工機(株) 三橋繁
防衛大学校 工藤亮 MTO技術研究所 桝井捷平
(公財)鉄道総合技術研究所 伊藤幹彌 東京理科大学 松崎亮介
(独)産業技術総合研究所 遠山暢之 前田工業(株) 三瓶和久
日本大学 小山潔 大阪大学 片山聖二
山根健オフィス 山根健 岐阜大学 仲井朝美
三菱航空機(株) 小祝弘道 上智大学 末益博志
日本電気(株) 大屋正義 岡山理科大学 横山隆
JX日鉱日石エネルギー(株) 蓑田 愛 三重大学 中西康雅
ミズノ(株) 松井泰志 (地独)東京都立産業技術研究センター 安田健
(公財)科学技術交流財団 鈴木智幸 元 徳島大学 村上理一
日立化成(株) 柴田勝司 (株)島津製作所 矢野文彬
ナガセケムテックス(株) 西田 裕文 静岡理工科大学 感本広文
静岡大学 佐古猛 (株)東レリサーチセンター 的場伸啓
岐阜大学   鳥羽 景介  豊橋技術科学大学 河村庄造

■ 目  次

第1章 炭素繊維の構造、特性

第2章 CFRP/CFRTPに用いられる 樹脂の特性と選定のポイント

第3章 炭素繊維/樹脂の含浸性向上と CFRPの成形加工技術

第4章 CFRP・CFRTPの 二次加工技術とトラブル対策

第5章 CFRP/異種材料の接着・接合技術

第6章 炭素繊維複合材料の 破壊・劣化メカニズムと評価

第7章 CFRPの非破壊評価


第8章 CFRP/CFRTPの 最新採用・応用事例

第9章 CFRPのリサイクル技術


◇第1章 炭素繊維の構造、特性 ◇

第1節 炭素繊維の構造と力学物性
      −炭素繊維の「構造」と「強度」の関係を明らかにする!

1.炭素繊維の構造
2.炭素繊維の引張弾性率
3.炭素繊維の軸方向圧縮強度
4.炭素繊維の横方向圧縮強度

第2節 炭素繊維の構造、表面状態と強度、密着性評価
      −製造過程や熱処理により繊維の構造・配向にどう影響するか?

1.炭素繊維の構造、表面状態
 1.1 材料
 1.2 SEM観察
 1.3 TEM観察
 1.4 X線回折
 1.5 ラマン分光分析
 1.6 SPM観察
 1.7 実験結果
  1) 炭素繊維の構造評価/観察
  2) 炭素繊維の表面状態観察
 1.8 炭素繊維の構造、表面状態のまとめ
2.炭素繊維の強度、密着性
 2.1 材料
 2.2 試験の準備
 2.3 引張強度試験
 2.4 三点曲げ強度試験
 2.5 繊維ー樹脂の界面せん断強度試験 (マイクロボンド法による界面せん断強度試験)
 2.6 実験結果
  1) 引張試験での荷重.変位曲線、三点曲げ試験での荷重.たわみ曲線
  2) 引張および三点曲げ試験後の破断面観察
  3) ワイブル係数
  4) 繊維ー樹脂界面せん断強度
 2.7 炭素繊維の強度、密着性のまとめ

第3節 PAN系炭素繊維「トレカ」の特徴と応用展開
      −強度、弾性率はどのように 「制御」 しどこまで 「向上 」 出来るのか?

1.東レの炭素繊維「トレカ」の特徴
 1.1 PAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維
 1.2 PAN系炭素繊維の製造プロセス概略
 1.3 品質向上
 1.4 「トレカ」製品群
2.「トレカ」の応用展開
 2.1 航空・宇宙用途
  1)航空機
  2)ロケット・衛星
 2.2 スポーツ用途
 2.3 産業用途への展開
  1)圧力容器
  2)自動車
  3)風力発電
  4)土木・建築
  5)送電線
  6)電子機器筐体
  7)燃料電池

第4節 ピッチ系炭素繊維の製法と高機能化
 −ピッチ系炭素繊維の高性能化技術! 〜原料の選定、構造制御、不融化、炭化条件〜

1.ピッチ系炭素繊維の製造
2.ピッチ系炭素繊維の構造と特性
  2.1 低弾性率領域におけるピッチ系炭素繊維の特徴と用途展開
  2.2 高弾性率、高熱伝導率炭素繊維


◇第2章 CFRP/CFRTPに用いられる 樹脂の特性と選定のポイント ◇


第1節 炭素繊維形状と樹脂選定のポイント
     −目的にあった【炭素繊維とマトリクス樹脂の組合せ】 【成形方法の適切な選択】とは?

1.CFRPとCFRTPとは
2.炭素繊維の種類と形態
 2.1 製法による炭素繊維の分類
 2.2 弾性率による分類
 2.3 炭素繊維の形態
3.マトリクス樹脂
 3.1 熱可塑性樹脂の種類
 3.2 熱硬化性樹脂の種類
4.樹脂の違いによる性能差

第2節 ポリメチルペンテンの特徴とCFRTPへの応用
−軽量性、耐熱性、非吸水性の樹脂特性を活かした用途展開

1.TPXの構造
2.TPXの特徴
 2.1 耐熱性
 2.2 離型性
 2.3 軽量性
 2.4 透明性
 2.5 耐薬品性
 2.6 誘電特性
3.TPXの用途例
 3.1 フレキシブルプリント基板用離型フィルム
 3.2 合成皮革用離型紙
 3.3 自動車用ゴムホ.ス製造用途
 3.4 生活用品用途
 3.5 直近の応用展開

第3節 CFRP用熱可塑性樹脂の密着性、機械物性
     −エポキシ樹脂の課題、欠点を克服!

1.CFRP用樹脂"CBZ"とは
2.CFRP用樹脂"CBZ"の特性
 2.1 粘度特性
 2.2 注型板物性
 2.3 CFRP機械物性
 2.4 CFRP熱的特性
 2.5 CFRP耐水性
 2.6 後硬化と物性
3. CBZ使用FRPの参考デ.タ
 3.1 炭素繊維(PAN系UD及びNCF、ピッチ系)への適用
 3.2 他繊維への適用

第4節 カーボンFRP用高靱性樹脂の特性と適用事例
     −【高強度】⇔【耐疲労特性】を両立したビニルエステル樹脂!

1.フィラメントワインディング成形
CFRP用高靱性VE(C.FW用高靱性VE)
 1.1 樹脂恒数と樹脂硬化物の機械的強度物性
 1.2 CFRPの機械的強度物性
 1.3 CFRPの疲労特性
 1.4 C.FW用高靱性VEの適用事例
2.種々成形法に適したCFRP用VEの紹介
 2.1 バキュームアシスト(VaRTM)成形CFRP用VE
 2.2 ハンドレイ(HL)成形CFRP用VE(C-HL用VE)


◇第3章 炭素繊維/樹脂の含浸性向上と CFRPの成形加工技術◇

第1節 電極酸化反応を用いた炭素繊維の 表面酸化処理と樹脂との密着性向上
      −「親水性CF」「修飾CF」の簡易合成手法!

1.CF−OHの修飾電極としての有機合成への利用
2.CF−OHの炭素繊維強化プラスチック(CFRP)への応用
3.CF−OHの表面修飾と電気抵抗の変化

第2節 CFRP材料におけるサイジング剤の機能と成形品への影響
      −表面酸化処理、サイジング処理による界面への影響は?

1.PAN系炭素繊維の製造工程
2.複合化の為の機能付与
 2.1 界面相
 2.2 表面酸化処理
 2.3 サイジング処理

第3節 ナノフィラー配合によるCFRPの高靭性化
      −マトリックス樹脂自体の靭性向上のために!
1.ナノフィラー配合
 1.1 ナノフィラー配合の効果
 1.2 ナノフィラーの分散方法

2.CFRP用マトリックス樹脂へのナノフィラー配合の適用
 2.1 液状樹脂の複合材料注型法
 2.2 ナノフィラー配合によるマトリックス樹脂の特性
3.ナノフィラー充填したモデル配合によるCFRPの高靭性化
 3.1 モデル配合のマトリックス樹脂としての特性
  1) 配合と物理的特性 
  2) 機械的特性
 3.2 モデル配合によるCFRPの高靭性化

第4節 CFRPにおける炭素繊維と熱可塑性樹脂との含浸性改善
      −繊維と樹脂の界面接着性/ぬれ性の改善テクニック!

1.連続繊維強化熱可塑性複合材料作製のための中間材料
 1.1 様々な中間材料
 1.2 繊維状中間材料
2.界面特性と含浸性
 2.1 界面特性
 2.2 含浸特性

第5節 開繊技術を用いた薄層CFRPの損傷進展抑制
      −薄くしたことによる樹脂含浸性向上、軽量化、高強度化への期待!

1.「開繊」について
2.薄層CFRP複合材料の機械的特性
3.引張負荷下における直交積層板内部の損傷進展特性
4.損傷進展抑制メカニズム
 4.1 損傷進展条件
 4.2 エネルギー解放率の計算
 4.3 エネルギー解放率と損傷進展の考察

第6節 現場重合型熱可塑性樹脂の特性と高含浸性
      −2次賦形やリユースが可能な現場重合型熱可塑エポキシ樹脂!

1.エポキシ樹脂の熱可塑化
 1.1 現場重合型熱可塑エポキシ樹脂の材料設計
 1.2 重合
 1.3 機械的強度の発現
 1.4 Tg制御
2.現場重合型熱可塑エポキシ樹脂をマトリックスとするFRTPの特性
 2.1 機械的特性
 2.2 再溶融性
 2.3 耐薬品性

第7節 熱可塑性CFRPに向けたマトリックス樹脂の流動性制御と含浸性改善技術
      −炭素繊維を長くしつつ流動性、含浸性を向上するには?

1.CFマットを用いたCFRTP
2.高流動・高延性PPを用いたCFRTP
3.無水マレイン酸修飾PPを用いたCFRTP
4.ナイロン.グラフトPPを用いたCFRP
5.反応性可塑剤を用いたPPE系CFRP
6.PP系CFRTPの成形加工
 6.1 CFRTPーPPーCFRTPサンドウィッチ成形 
 6.2 スタンピング成形
 6.3 CFRTP.アルミニウム接合

第8節 マイクロ波を用いた炭素繊維/エポキシ樹脂複合材の樹脂硬化
      −従来法に比べ、高速かつ低消費エネルギー硬化技術!

1.マイクロ波を用いた加熱
2.炭素繊維/エポキシ樹脂複合材の機械特性、消費エネルギー
3.機械特性、消費エネルギー加熱効率への炭素繊維長さの影響
4.エポキシ樹脂の樹脂硬化に於ける反応速度論
5.マイクロ波加熱に於ける炭素繊維/エポキシ樹脂複合材料の課題

第9節 炭素繊維強化エポキシ樹脂の粘弾性特性
      −マトリックス樹脂の反応速度、硬化挙動解析技術!


1.動的粘弾性測定の概要
2.炭素繊維強化エポキシ樹脂プリプレグの動的粘弾性測定
3.動的粘弾性測定による活性化エネルギーの解析
4.炭素繊維強化エポキシ樹脂プリプレグのDSC測定

第10節 CF表面処理・改質による含浸性向上と プリプレグ成形技術
      −繊維の強度低下を起こさず、表面に官能基を導入するには?

1. CFRPの製造に関連したCF表面処理・改質
 1.1 CF面改質の必要性
 1.2 CFの種類と材料の形態
 1.3 樹脂のタイプ
 1.4 成形加工法と含浸性の関係
2.CF表面処理・改質による含浸性向上の具体的方法
 2.1 CF表面への官能基付与
 2.2 CF表面処理技術の具体例
 2.3 CF表面改質状態の解析方法
3. 成形加工法と含浸性向上方法
 3.1 熱硬化性樹脂のケース〜成形加工法の種類  
  1)オープンモールド成形
  2)加圧成形
 3.2 熱可塑性樹脂成形のケース 
  1) 短繊維を用いた成形材料
  2) 長繊維強化熱可塑性樹脂
  3) CF連続繊維・熱可塑性樹脂複合材料
4.CFRPプリプレグ成形法の技術ポイント
 4.1 CFプリプレグ成形法の特徴
 4.2 技術トピックス
5.まとめ
  1)CFと母材樹脂の含浸性向上の考え方
  2)CF素材の樹脂含浸性向上策

第11節 熱可塑性CFRP中間基材 製造技術
      −無水マレイン酸によるPPとの接着性向上技術!

1.熱可塑性CFRP中間基材の製造技術
 1.1 PP樹脂を炭素繊維織物に塗布する試験(押出ラミネ.ト試験)
 1.2 スタンバブルシート試作
 1.3 接着性の検討


第12節 熱可塑性CFRP の成形性および強度に及ぼすプリプレグの切込の影響
      −強度の方向性・均質性制御による高強度化! プリプレグ切込による成形性の改善!

1.パネルの製作方法
 1.1 材料
 1.2 プリプレグへの切込の導入
 1.3 積層および固化
2.成形性に関わる特性
 2.1 プリプレグの強度に及ぼす切欠の影響
 2.2 切込をいれたプリプレグの成形特性
 2.3 CFRPパネルの引張強度および曲げ強度
 2.4 CFRP板材の成形性
3.強度に関わる特性

第13節 連続繊維熱可塑材料(CFRTP/GFRTP)の特徴と60秒成形法
      −「材料の温度」 と 「繊維の流れ」 のコントロール!

1.連続繊維熱可塑材料Tepex
 1.1 繊維種類
 1.2 連続繊維織物 
 1.3 熱可塑性樹脂
 1.4 Tepexフアミリー
 1.5 材料の利点
 1.6 製法
 1.7 スタンダード仕様
2.成形法
 2.1 成形メカニズム
 2.2 ダイヤフラム成形(圧空成形)
 2.3 圧縮成形

 2.4ハイブリッド成形
3 材料と金型温度の関係
 3.1 使用実績
 3.2 サンドイッチ構造

第14節 CFRPの成形解析および衝撃・構造解析
      −炭素繊維の配向性と力学特性の関係性とは?

1.CFRPの成形解析
 1.1 射出成形解析
 1.2 RTM成形
   1) プリフォーム工程解析
   2) 含侵工程解析
2.CFRPの衝撃・構造解析
 2.1 材料特性予測 
  1) 射出成形解析と構造解析の連携方法
  2) 繊維配向分布を考慮した衝撃解析
  3) 繊維長・繊維配向分布を考慮した構造解析
 2.2射出成形工程を考慮した衝撃・構造解析
 2.3 積層構造を考慮した衝撃解析


◇第4章 CFRP・CFRTPの 二次加工技術とトラブル対策◇

第1節 CFRPの電子線照射による強靭化技術
      −最適な電子線照射量は?

1. 100 keV級.低電圧電子線照射均質処理(HLEBI)技術
 1.1 HLEBIとその処理条件:<電圧、電流、雰囲気、照射有効深さ>
 1.2 HLEBIによる構造変化:
<dangling bonds形成、Charging、吸着原子・分子>
2. 繊維強化高分子複合材料を構成する各材料のHLEBI強靭化
 2.1 HLEBIによる高分子と熱硬化性エポキシ樹脂の強化機構
 2.2 HLEBIによる炭素繊維の強化機構
3. 100 keV級.低電圧電子線照射均質処理(HLEBI)による繊維強化材料の強靭化
 3.1 炭素繊維強化エポキシ樹脂
  1) CFRPの衝撃値の向上
  2) CFRPの曲げ強度の向上
 3.2 炭素繊維熱可塑性樹脂(CFRTP)の衝撃値と曲げ弾性率の向上
 3.3 短尺炭素繊維強化熱可塑性PEEK高分子複合材料
(SCFRTP)の衝撃値の向上

第2節 CFRPの高精度穴あけ加工技術
      −加工中に発生する切削熱の除去方法!
1.油穴付きドリルによる圧縮空気の供給効果
2.ヘリカル加工における空冷切削の効果

第3節 CFRPのドリル切削時の摩耗低減、穴精度向上技術
      −CFRPドリル加工における最適な切削条件とは?

1.背景と目的
2.超硬合金ドリルによるCFRP穴あけの問題点の抽出
  1) 超硬合金ドリルの激しい摩耗
  2) CFRPの穴径のドリル径に対する減少
  3) ドリルのねじれ角と回転速度の影響
3.CFRPの穴あけにおける超硬合金ドリルの摩耗機構
4.カーボンファイバの切れ味とドリル耐摩耗の両立
(ドリルの先端角とねじれ角の影響)
第4節 ウォータジェットによるCFRP加工技術
 −変形・歪み・残留応力が無いCFRPの加工テクニック!
1. アブレシブジェットー加工システム
2. CFRPのアブレシブジェット加工に必要な機器と機能
 2.1超高圧発生装置
 2.2アブレシブヘッド
 2.3 AC5軸ヘッド
 2.4 研磨材回収装置
 2.5テーパ補正機能
3.加工事例
4. 最近のアブレシブジェット加工システム
 4.1 小型アブレシブジェット切断装置
 4.2 微細・省エネアブレシブジェット

第5節 バリ、デラミが出ないエンドミルの特性と切削事例
      −CFRP切削加工でのバリ、デラミネーションの対策

1.CFRP材加工の問題と課題
2.CFRP用エンドミルの特徴 (アルファカーボンミル)
3.CFRP用エンドミルの特徴 (アルファXミル)
4.実際の加工例

第6節 プラスチックの加飾技術とCFRPへの応用
      −“1分以内”で高品質成形可能!

1.CFRTPの成形加工方法
 1.1 長繊維ペレットの射出成形
 1.2 長繊維コンパウンドインライン成形(D.LFT)
 1.3 連続繊維織物、マット等と溶融樹脂の直接成形
 1.4 連続繊維複合シートのプレス成形
 1.5 連続繊維強化シートと予備賦形品インサート射出成形
 1.6 長繊維強化シートの膨張成形(ウエット法、ドライ法)
2.CFRTPの表面加飾成形
 2.1 CF織物の柄を直接表現
 2.2 インモールド表皮材貼合成形
  1) インモールド加飾フィルム貼合成形
  2)  インモールドソフト表皮材貼合成形
 2.3 ソフト材/ハード材の2層射出成形
 2.4 ソフト表皮材貼合抄紙法繊維複合シートの膨張成形
 2.5 オーバーレイ表皮材貼合成形
 2.6 ヒート&クール
 2.7 二次加工
 2.8 インモールドコーテイング、インモールドリアクテイング


◇第5章 CFRP/異種材料の接着・接合技術◇

第1節 インモールド表面処理によるCFRP複合材料 接着界面の破壊靭性制御と接着性向上技術
      −CFRPへの微細凹凸構造が接着強度や破壊靭性にどう影響するか?

1.インモールド処理による微細構造作製
 1.1 微細凹凸構造
 1.2 NILを用いた複合材インモ.ルド表面処理
2.破壊靭性試験
 2.1 試験片
 2.2 試験方法
 2.3 試験結果および考察

第2節 レーザ樹脂溶着CFRP/金属の接合技術と自動車部材への応用
      −量販車適用のための高強度,高速量産技術!

1.CFRPの自動車部材への適用
2.熱硬化CFRPの課題と熱可塑CFRPの開発
 2.1 レーザ溶着のメカニズム
 2.2 レーザ溶着技術の適用と拡大
3.CFRPと金属のレーザ溶着技術
 3.1 エラストマーをインサート材とした
CFRPと金属のレーザ接合技術の基本構成
 3.2 温度シミュレーションと分岐型DOEの設計
 3.3 ビーム整形光学ヘッド
 3.4 温度分布の計測・確認
 3.5 レーザ溶着強度の確認

第3節 CFRPと金属のレーザ直接接合
      −「瞬時に高強度の接合」 「長期間安定」 が可能!

1.金属とプラスチックのレーザ直接接合法の特徴
2.レーザ直接接合部の特徴と強度特性
3.金属とプラスチックのレーザ直接接合部の観察、分析および評価方法
4.金属とプラスチックのレーザ接合メカニズム
5.実用化に向けての信頼性評価試験
6.金属とCFRPのレーザ直接接合法とその特徴


◇第6章 炭素繊維複合材料の 破壊・劣化メカニズムと評価◇

第1節 CFRP 積層板の層間剥離進展とその対策
      −【層間靭性】や【厚さ方向強度】向上のための必須基礎!

1 層間剥離を発生させる要因
 1.1 層間破壊の考察
 1.2 自由縁の層間応力
 1.3局部的な曲げ変形による剥離
 1.4 応力集中部と層間剥離
 1.5 接着構造と剥離
 1.6 屈曲部の曲げ
 1.7単層(ラミナ)の厚さと層間剥離
 1.8 熱応力
2.層間破壊を抑制する対策
 2.1 複合材料構造の剥離を抑制する設計方法
 2.2 層間の高靭化
 2.3 層間に繊維を導入する層間の強化

第2節 カーボン繊維/エポキシ積層複合材の衝撃圧縮特性
      −縦割れ破壊,折れ曲がり破壊,せん断破壊、、 どんな破壊様式があり、どう破壊されていくか?

1.試験方法および手順
 1.1 積層材と圧縮試験片の形状
 1.2 静的および中間ひずみ速度圧縮試験
 1.3 高ひずみ速度圧縮試験
2.試験結果および考察
 2.1 高ひずみ速度圧縮試験の結果
 2.2 破壊様式の考察

第3節 炭素繊維複合材料の振動減衰特性の向上
      −空気の流体抵抗と複合材料の減衰比の関係

1.真空中における振動減衰測定
 1.1 試験の概要 
 1.2 試験結果と考察
2.一方向CFRP材の振動減衰特性
 2.1 試験概要
 2.2 繊維配向角が減衰特性に及ぼす影響 
 2.3 繊維含有率が減衰特性に及ぼす影響  
3.織物複合材料の振動減衰測定
 3.1 概要
 3.2 試験結果
4 織物複合材料の振動減衰現象のモデル化
 4.1 有限要素法に基づく定式化
 4.2 三軸織物複合材の振動減衰解析

第4節 炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの機械、衝撃特性
      −ポリプロピレン/炭素繊維の混練条件、成形条件が衝撃強さに与える影響

1. 材料と実験方法
2. 結果と考察

第5節 CFRTPの疲労強度へ影響を及ぼす因子とその評価
      −炭素繊維含有率とCFRTPの疲労強度の関係性!

1.熱可塑性樹脂複合材料の疲労特性

第6節 高速度撮影によるCFRPの破壊挙動
      −「破壊現象」 「ひずみ分布」の可視化!

1.一方向CFRPの高速引張試験における破壊観察
2.高速引張試験における有孔CFRPの破壊観察と
デジタル画像相関法によるひずみ分布の観察

第7節 炭素繊維プラスチックの疲労破壊とその評価

1.材料および実験方法
 1.1 エポキシ樹脂への微細polymer繊維添加方法
 1.2 微細polymer 繊維添加平織CFRP の製作工程
 1.3 引張‐引張疲労試験
 1.4 モードU布間破壊じん性試験
2.結果および考察
 2.1 微細polymer繊維の添加が平織CFRPの疲労寿命に与える影響
 2.2 微細polymer繊維の添加が
平織CFRPのモードU布間破壊じん性値に与える影響

第8節 環境劣化によるCFRP 積層板の劣化度評価
      −温度,湿度,紫外線によるCFRPの劣化メカニズムを徹底解説!

1.試験片と劣化条件
2.試験片表面のSEM観察
3.衝撃圧縮試験
 3.1 SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar)衝撃圧縮試験
 3.2 試験結果と考察

第9節 暴露によるCFRP 材の耐候性評価と予測
      −CFRPの暴露による劣化要因はフィラーの劣化か? マトリックスの劣化か?

1.暴露による劣化要因
2.暴露実験の種類と評価方法
3.暴露によるCFRP材の耐候性曲げ強度と予測
 3.1 実験手順
 3.2 耐候性曲げ強度の実験結果      
 3.3 耐候性曲げ強度の解析と予測            
 3.4 表面の観察


◇第7章 CFRPの非破壊評価◇

第1節 鉄道車両部材用CFRPの非破壊評価
      −内部損傷(き裂、層間はく離)の検査方法の確立を!

1.軟X線撮影による評価
2.X線CTによる評価
3.水浸超音波探傷による評価

第2節 炭素繊維強化複合材料の非破壊検査技術
      −ボイド、マトリックスクラック、層間剥離を非破壊で検査!

1.超音波探傷検査
 1.1 超音波探傷原理
 1.2 超音波フェイズドアレイ技術
 1.3非接触空中超音波探傷検査技術
 1.4 レーザ超音波可視化探傷技術
2.赤外線パルスサーモグラフィ法

第3節 渦電流探傷法 による炭素繊維強化プラスチックの損傷検出と評価
      −「積層間剥離」などの損傷を、非接触、高速、簡便に検出!

1.電磁誘導を利用した渦電流探傷法
2.CFRPに対する渦電流探傷法
3.損傷検出の実験方法
4.実験結果
 4.1 クロスCFRPの損傷検出結果
 4.2 擬似等方CFRPの損傷検出結果


◇第8章 CFRP/CFRTPの 最新採用・応用事例◇

第1節 炭素繊維複合材料のLexus LFAへの適用事例
      −低コスト、生産性、高強度、、、トヨタが求めるCFRP!

1.車両企画とCFRP 
2.構造・評価編
 2.1 構造設計
 2.2 締結と接着
 2.3 電気的性質への対応
 2.4 検査・品質
 2.5 市場補修技術
3.材料・工法編
 3.1 多軸基材
 3.2 大型一体RTMフロア
 3.3 水平外板パネル
 3.4 C.SMC(Carbon.Sheet Molding Compound)
 3.5 3次元自動ブレーディング
 3.6 穴加工
 3.7 熱可塑樹脂

第2節 次世代自動車樹脂化技術とCFRPを代表とした採用事例
      −BMWにおける CFRPの量産自動車への本格導入に向けた取り組みとは?

1.自動車用樹脂部品動向
2.自動車へのCFRP適用
3.電気自動車におけるCFRP採用の意義
4.BMWiシリーズの車両計画
5.量産車に用いるCFRP車体の設計と製造技術お開発
 5.1 BMWにおけるCFRPの車体への適用開発
 5.2 CFRP車体の設計
 5.3 CFRP素材製造工程
 5.4 CFRPパネル製造工程
 5.5 CFRP車体組み立て工程
 5.6 その他の部材とその製造
6.課題と今後

第3節 MRJへの炭素繊維強化複合材の適用事例
      −「ボーイング 787」 「エアバス A350」を超えるCFRP比率を実現する!

1.MRJとは
2.繊維強化複合材の適用
3.複合材適用部位
 3.1 尾翼桁間 CFRP
 3.2 舵面等 CFRP
 3.3 GFRP 構造
4.複合材構造開発
 4.1 材料強度試験
 4.2 雷撃模擬試験
5.製造状況

第4節 CFRPの人工衛星への応用事例
      −宇宙環境に耐えうる材料開発の最前線!

1. 人工衛星について
 1.1 人工衛星
 1.2 人工衛星の3つの環境
  1) 地上環境
  2) ロケット環境
  3) 宇宙環境
2.人工衛星の基本構造
 2.1 ハニカムサンドイッチパネル
 2.2 トラス構造
 2.3 CFRP積層構造

第5節 CFRPの高圧水素容器への応用
      −圧力80 MPa以上、容量200 L以上の大型蓄圧器の製造!

1.水素ステーション用蓄圧器について
2.CFRP蓄圧器の開発
 2.1 Type 3 CFRP蓄圧器の安全性
 2.2 DRY.FW法について
 2.3 DRY.FW法向けのTPP用樹脂の開発
 2.4 水素ステーション用CFRP蓄圧器の開発
 2.5 将来に向けたコストダウン検討

第6節 炭素繊維複合材料のスポーツ分野への応用事例
      −求められるのは"耐久性"と"より遠くへ"の実現!

1.スポーツ分野における複合材料の概要
 1.1 複合材料とスポ.ツ用具の進化
 1.2 複合材料による製法
 1.3 スポーツ用具における複合材料の展開
2.FRP製スポーツ用品の展開事例
 2.1 ゴルフシャフト
 2.2 テニスラケット
 2.3 野球用バット


◇ 第9章 CFRPのリサイクル技術◇

第1節 過熱水蒸気を利用した炭素繊維の回収、 表面改質とVaRTM法を用いたCFRPの作製
      −高効率かつ低コストのリサイクル技術の確立を!

1.過熱水蒸気を利用したCFRPからの炭素繊維の回収と炭素繊維の表面改質
 1.1 過熱水蒸気処理によるCFRPからの炭素繊維の回収
 1.2 過熱水蒸気処理による炭素繊維の表面改質
2.過熱水蒸気処理を施した炭素繊維を用いたCFRPの作製
 2.1 VaRTM法によるCFRPの作製
 2.2 過熱水蒸気処理を施した炭素繊維より作製したCFRPの力学特性

第2節 CFRP の常圧溶解法によるリサイクル技術
      −人体への安全性が高く、常圧下での処理が出来るリサイクル技術!

1.CFRPリサイクル技術の動向
 1.1 CF回収技術
 1.2回収CFの再利用技術
2.常圧溶解法
 2.1 CFの回収
 2.2 回収CFの再利用
 2.3 回収EPの再利用

第3節 超臨界・亜臨界流体を用いるCFRPのリサイクル
      −リサイクルプロセスの「連続化」「大量処理」をいかに構築するか?

1.亜臨界・超臨界流体とは
2.亜臨界・超臨界水によるCFRPのリサイクル
3.亜臨界・超臨界メタノールによるCFRPのリサイクル
4.その他の亜臨界・超臨界流体を用いるCFRPのリサイクル

 

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