COMPOSITE MATERIAL 複合材料

複合材料とは

ABOUT COMPOSITE MATERIAL

航空機の軽量化に大きく貢献している新素材

複合材料は、異なる性質を持つ複数の材料を組み合わせ、各材料の長所を活かし短所を補うことで、単一素材では得られない性能を発揮する材料です。その代表例が、「炭素繊維」と「熱硬化樹脂」を組み合わせた炭素繊維強化プラスチック(CFRP)です。CFRPは比強度や比剛性が非常に高く、腐食耐性にも優れるため、航空機の軽量化に大きく貢献しています。

適用状況

ボーイング社の中型航空機787をはじめ民間航空機では、構造重量の50%以上に複合材料が使用

新明和工業では、複合材料を使用して787の主翼スパーの製造を行っています

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メリット

  • 比強度や比剛性が高い

  • 腐食耐性に優れる

  • 軽量化に大きく貢献

複合材料が抱える現状の課題

PROBLEM 1

製造プロセスの長時間化/高コスト化

CFRPに使用される熱硬化樹脂は、硬化過程で化学反応(架橋反応)が進行するため、反応完了までに数時間を要し、製造プロセスは長時間化します。
さらに、化学反応に伴い発生する揮発性ガスや残留した空気を除去するため、積層体を真空バッグで密封し、高温・高圧環境を与えるオートクレーブで硬化させる必要があります。
これらの工程は複雑で手作業に依存する部分も多く、設備の導入および維持コストも高額となります。

PROBLEM 2

保管や廃棄時の高い環境負荷

航空機のCFRP部品には、炭素繊維に熱硬化樹脂を含浸させた「プリプレグ」が一般的に使用されています。
この材料は、硬化反応を極端に遅らせるため冷凍保管が必要ですが、冷凍しても反応は完全に停止せず、ゆっくり進行します。
そのため、有効期限は約1年と限られており、期限を過ぎると廃棄されます。
さらに、硬化後のCFRP部品は再溶融できないためリサイクルが困難であり、廃棄物の増加による長期的な環境負荷が懸念されています。

当社では、これらの課題を解決し、持続可能な次世代航空機の開発に貢献するため、

熱可塑CFRP成形技術CFRPリサイクル

の開発を積極的に推進しています。

当社の新たな取り組み

熱可塑CFRP成形技術

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CFRPリサイクル

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