航空宇宙産業では積層造形(AM)、特に炭素繊維強化プラスチック(CFRP)や金属のポリマテリアライゼーションが注目されており、構造部品の軽量化とAMの付加価値向上が重要な課題となっています。 3D プリント技術。 2022 年 5 月 26 日、東北大学大学院工学研究科と流体科学研究所は、3D 積層金属基板に直接圧着可能な CFRP 接合材料を共同開発したと発表しました。現在の接着剤。
東北大学大学院工学系研究科の白須恵一、水谷正義、大林茂の共同研究チームとジャムコは、本研究に選択的レーザー溶融法(SLM)を採用した。
チタン合金板の表面に円筒状の突起を3Dプリント。 円筒状の突起の表面構造により、せん断荷重が圧着 CFRP に効果的に伝達されます。 3Dプリントしたチタン合金板とCFRP板の間にCFRPプリプレグを挟み、加熱・加圧することでCFRP/チタン合金接合材の作製に成功した。 CFRP板と円筒状の突起物をCFRPプリプレグを挿入することで接合し、CFRP/チタン合金界面での破断(界面剥離)を抑制します。 せん断接着強度は20.6MPaで、市販のチタン合金板にグラフトされたCFRPよりも64%高い。 現状の接着剤と同等以上のレベルを実現。
この研究は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「航空宇宙分野における既存の接合よりも高い信頼性を実現するためのマルチマテリアル3D接合と最適成形技術を開発する」という先行研究プログラムの成果です。
CFRPの形状や特性に合わせて、金属の表面構造を最適化。 本プロジェクトの成果と合わせて、将来的に実用部品のマルチマテリアル化を実現し、設計の自由度や材料特性を考慮した製品製造技術の獲得が期待されます。 軽量化を実現しながら、加工廃棄物の発生や消費エネルギーを大幅に削減。
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