株式会社三協製作所 > CFRPについて

CFRPについてABOUT CFRP

 
CFRP 定義

CFRPとは?

先端複合材―ACM(Advanced Composites Materials)―の中でもっとも注目を集めている材料です。カーボン繊維をエポキシ、ポリイミドなどのマトリックス樹脂で成形・加工して製作しますが、用途、要求特性に合せて、カーボン繊維の種別、配向、組合せなどを設計する材料でもあります。

その特徴は、異方性、不均質性を生かすことで、
■軽量(スチールの約1/5) ■高剛性(スチールの約2倍) ■高強度(スチールと同等以上) ■高熱伝導性(スチールの1/2~1/3) ■低熱膨張性(スチールの1/10) ■導電性 ■X線透過性…というような利点を持っています。
弊社では、CFRPの登場時より注目し、設計・加工についての研究を重ね、CFRPの設計・加工については業界トップレベルにあると自負しております。
  cfrp03.jpg

特性からみた用途

特性をクリックすると、用途例が表示されます。

【機械的特性】 軽量・高剛性・高強度、振動減衰性など
産業用機器
・搬送用ロボットアーム・フレーム
・ビーム・ローラーシャフト
・PAシャーシ
 
医用機器
・X線天板
・X線フィルムカセット
・機構部品
 
宇宙機器
・衛星構造体
・搭載アンテナ
・太陽電池パネル
 
自動車部品
・リリーフバルブ
・ディスクパッド
・ブレーキライニング

・クラッチフェイシング

・整流板

 
レジャー用品
・釣り竿
・テニスラケット

・ゴルフシャフト

・スノーバイク

 
その他
・耐震補強
【熱的特性】 高熱伝導性、低熱膨張性
産業用機器
・ビーム・ローラーシャフト
 
宇宙機器
・衛星構造体
・搭載アンテナ
・太陽電池パネル
 
その他
・焼成炉
【電気的特性】 伝導性
宇宙機器
・衛星構造体
・太陽電池パネル
・搭載アンテナ
       
 
【X線特性】 X線透過性
医用機器
・X線天板
・機構部品
・X線フィルムカセット
       
【化学的特性】 耐食性・耐薬品性・耐候、活性
その他
・活性炭
       
【その他】 アウトガスが少ない、形状成形性の良さ
その他
・製袋器
       

各種材料の特性比較

    比重 引張強さ
kgf/mm2
引張弾性率
kgf/mm2
曲げ強さ
kgf/mm2
曲げ弾性率
kgf/mm2
線膨張係数
10-6/℃
熱伝導率
Kcal/m・h・℃
体積抵抗率
Ω・cm
連続使用温度
(ガラス転移点)℃
FRP先端複合材料 <CFRP>
高強度繊維(1方向)
PAN系繊維
T300~T800
Vf:60
1.5 160 - 450 12,000 - 15,000 130 - 200 9,000 - 13,000 0.2 - 0.4 3 - 3.5 4×10-5 120 - 200
<CFRP>
高剛性繊維(1方向)
ピッチ系繊維
M24~M85 Vf:60
1.7 150 - 200 24,000 - 49,000 60 - 120 15,000 - 42,000 -0.8 - -1.3 4 - 5 2×10-5 120 - 200
<GFRP>
ガラス繊維(1方向)
Vf:60
2 110 4,500 115 4,500 7 0.24 - 0.28 1×1015 120 - 200
<ArFRP>
アラミド繊維(1方向)
ケブラー49繊維
Vf:60
1.4 150 - 200 7,000 60 7,000 -1.5 0.1 - 0.2 1×1012 120 - 200
<SicFRP>
炭化珪素繊維
2 150 15,000 190 14,000 2.6 0.3 1×103 120 - 200
高機能メタル アルミニウム
A5052
2.7 25 7,200 - - 23.6 100 2.65×10-6 250
ステンレス
SUS304
7.9 60 21,000 - - 17.5 12.9 72×10-6 600
チタン
6AL・4V
4.5 100 12,000 - - 8.2 6.8 42×10-6 350
マグネシウム 1.8 25 4,500 - - 26 120 4.45×10-6 120
インバー
Fe-Ni合金
8.05 59.7 12,700 - - 0.9 9.4 - 600
パフォーマンスエンプラ MCナイロン 1.15 8.6 380 11 355 83 - 1×1015 120
PEEK 1.32 10 280 17 400 50 0.22 1×1016 250
PBI 1.3 16 560 22 650 23 0.35 1×1015 345
ポリアセタール 1.33 4 280 9.1 140 167 0.2 1×1012 80
ポリエーテルイミド 1.27 12.6 300 16 310 56 0.19 1×1015 170
PPS 1.35 9.5 1,400 16.5 350 50 0.28 1×1017 220
ポリイミド 1.4 9.4 304 13 350 36 0.34 1×1015 304
無機類 マイカレックス 3.5 5 - 7.5 - 11 - 10 1×1015 350
マコール 2.5 10 5,600 1.5 - 10 14 1×1014 1,000
アルミナ 2.9 3.5 3,5000 28 - 35 - 7.8 0.06 >1014 -
グラファイト 1.6 - 1.7 210 - 550 950 - 1,200 2.2 - 9 9,373 - 13,873 3 - 4.2 81 - 128 0.9 - 2.2 -
C/Cコンポジット 1.45 - 1.75 5 - 8.2 29,900 12 - 42 1,800 - 13,000 0.5 - 0.6 3 - 5 260 - 290 3,000

 

 

                                                     FRP理論へ