株式会社 富士インダストリーズ

複雑形状複合材部品の自動積層を可能にするFPP技術~高圧容器(水素タンク)の軽量化・コスト削減に貢献

技術分類:
[ 成形 ]
取扱商品:
[ 装置・設備 ]
キーワード:
[ CFRP ] [ FPP ] [ GFRP ] [ SDGs ] [ カーボンフリー ] [ コスト削減 ] [ タンク ] [ ファイバーパッチプレイスメント ] [ ファイバーパッチプレースメント ] [ 人工削減 ] [ 圧力容器 ] [ 水素 ] [ 省材料 ] [ 脱炭素 ] [ 自動積層 ] [ 複合材 ] [ 軽量化 ]

提案技術のポイント

・CFRP、GFRP、フィルム接着剤等、ロール状のテープを定型パッチに自動カットし、成形型上へ自動積層する製造方法
・手作業が中心であった複雑形状部品の積層を自動化し、品質の向上だけでなく省材料と併せ、製造コストの削減を実現
・連続繊維を使用した従来の自動積層装置では積層が困難な複雑形状に対応
・繊維を荷重方向に沿って配置することで強度を維持したまま、軽量化・材料費の削減に貢献
・高圧容器(水素タンク)のドーム部に適用することで、強度を保ちながら省材料・軽量化を実現

効果

・自動化による製造コスト削減(サイクルタイム削減・材料費削減)と品質の均一化
・複合材部品の軽量化
・カーボンフリーへの貢献

従来技術

 複合材を用いた複雑形状部品における従来の複合材積層工程では、裁断機によりCFRP等のシートを各プライ毎に切り出し、レーザープロジェクターやマイラーなどのテンプレートに合わせて1枚ずつ人の手で積層しており、それぞれの工程で付帯設備の購入やプログラム作成にコストと時間を費やしていた。
 また、連続繊維を用いた従来の疑似等方性積層では、荷重のかかる方向に対して繊維を適切に沿わせることが困難であり、繊維の持つ強度を十分活かし切れなかった。強度を達成する為にはプライ数を増やす必要があり、結果として部品の重量や材料費の増加につながっていた。

新技術

FPP(Fiber Patch Placement)製造法では部品形状に合わせ、ロール状の複合材料から定型パッチを自動で切り出し、一般的な産業用ロボット等を用いて成形型(タンクライナー等を含)上に自動で積層を行う。繊維を荷重方向に沿わせて配置することが可能なため、要求される強度を維持しつつ部品の軽量化も実現可能。
 パッチのレイアウトは自社開発したソフトウェア(Artist Studio)に成形型図面と荷重方向を示すカーブを読み込み、設定に基づき自動計算を行う。マシンシミュレーションソフトウェアで干渉チェック、干渉回避動作の追加が可能。

技術の動画

https://youtu.be/MBzZLtYT8cA

技術の展開・連携

開発進度 製品化完了(納入実績有り)
知的財産権 有り
共同研究者(役割) Cevotec GmbH (開発メーカー)
活用例 航空機部品、水素タンク、義肢装具、スポーツ用品、自動車フレームの補強など
技術課題・制約 熱可塑材への対応が今後の開発課題
必要な連携先 CFRP部品製造企業、製造技術の研究機関
技術のWEBサイトhttps://www.cevotec.com/en/h2-tank-reinforcements/

シーズの問合せ先

部署・担当者設備機械部・大河原光子
住所〒460-0008 愛知県 名古屋市中区栄1-2-7 名古屋東宝ビル3階
連絡先 TEL: 052-211-1881
FAX: 052-211-1886

企業・機関概要

所在地〒650-0037 兵庫県神戸市中央区明石町32番地 明海ビル9階
連絡先 TEL: 078-331-2521 FAX: 078-332-1485
資本金・従業員数等9,900万円・170人
生産品目航空機関連製品、精密機械加工/素形材関連製品、一般産業関連製品、化学設備関連製品
主要取引先川崎重工業株式会社、株式会社SUBARU、三菱重工業株式会社、株式会社IHI、新明和工業株式会社、日本飛行機株式会社
海外拠点米国、英国、タイ
認証取得JIS Q 9100:2016(EN 9100:2016 及び AS9100D と技術的に同等) & JIS Q 9001:2015
企業・機関のWEBサイトhttp://www.ficjp.com/index.html

更新日:2022年4月20日