炭素繊維強化プラスチック

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CFRP成形用炭素繊維
CFRPで作られたレースカー
ドライカーボンを加熱するためのオートクレーブ装置

炭素繊維強化プラスチック(たんそせんいきょうかプラスチック)または CFRP[1] は、強化材に炭素繊維を用いた繊維強化プラスチックである。母材には主にエポキシ樹脂が用いられる。単にカーボン樹脂、またはカーボンと呼ばれることも多い。

炭素繊維強化プラスチックは高い強度と軽さを併せ持つ材料のため、様々な用途に使用されている。ゴルフクラブのシャフトや釣り竿などのスポーツ用途から実用化が始まり、1990年代から航空機自動車などの産業用に用途が拡大しており[2][3]、建築、橋梁の耐震補強など、建設分野でも広く使われている。

オートクレーブという加圧可能な窯で成型されたもの(ドライカーボン)は極めて強靱で、炭素繊維と母材(マトリクス)をあらかじめなじませてある部材(プリプレグなど)をオートクレーブで加熱し硬化させる。生産工程が完全な手作業となりオートクレーブのような設備が必要で時間もかかるため、コスト高となり量産には向かない。使用はレース用の自動車フレーム、自転車フレームやパーツ、航空機の翼、宇宙工学など、高価でも極限の性能が求められる事例に限られる場合が多い。近年では脱オートクレーブ成形法マイクロ波による加熱[4]で硬化時間を短縮、生産性の向上により、成形費用を低減しつつある。

オートクレーブで成型されていないもの(ウェットカーボン)は、通常のFRPと同じ樹脂及び工程で作られ、従来通り手作業で繊維に硬化剤入りの樹脂を含浸させて作られる。大掛かりな装置がいらないためドライカーボンよりも安価に製品化することが可能であるが、強度や耐久性、成型精度や重量の面でドライカーボンよりもかなり性能が劣ってしまう。

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