FRPの代表的な成形手法

FRPには様々な成形手法があります。中間基材の性状によって、湿式成形と乾式成形に分されます。 成形方法の決定は製品の用途、形状、期間生産量などによって選択されます。 ここでは、その代表的な手法の幾つかを紹介します。


Ⅰ. 湿式成型

ハンドレイアップ法(Hand Lay-up/HLU)

成形型に強化材を予めチャージさせ、樹脂を刷毛やローラーで含浸、脱泡しながら所定の厚さまで積層する成形方法です。FRP成形の基本手法です。

短所

  • 作業環境が悪い
  • 無圧成形であるため繊維含有率が低い
  • 品質が作業者の熟練度に左右される

フィラメントワインディング法(Filament Winding/FW)

ロービングに樹脂を含浸させ、回転する芯金(マンドレル)にテンションを掛け、所定の角度で連続して巻きつける成形方法

短所

  • 設備投資が大きい
  • 〇℃方向の繊維配向ができない
  • 円筒や球体と形状に制約がある

スプレイアップ法(Spray-up/SP)

スプレイガンからロービングを切断しながら樹脂と同時に吹き付ける成形方法です。HLU法同様、手作業に頼る工程が大きい。

短所

  • 作業環境が悪い
  • 繊維含有率管理が難しい
  • 無圧成形であるため繊維含有律が低い

コールドプレス法(Cold Press/CP)

キャビコア型でプリフォームしたチョップドストランドとマトリクスを冷プレス加圧する成形方法です。

短所

  • 常温成形のため、成形サイクルが長い
  • 成形型費が大きい

RTM法(Resin Transter Molding)

プリフォーム(補強材のみで形成された予備成形体)を成形型に配置し、型を閉じマトリクスを注入して硬化させる成形方法。多点注入、立体賦形技術等、技術開発が進んでいます。

短所

  • HLUやSPに比して、設備投資が大きい

Ⅱ.乾式成形

オートクレーブ法(Vacuumbag Auto Crave/AC)

片型(主にコア型)に中間基材を配置し、周辺を機密にして真空吸引を行い3~8㎏、f/㎠加圧、130~ 250℃加熱する成形方法です。

短所

  • 設備投資費用が大きい
  • 設備維持費用が大きい
  • 成形副資材の廃材が発生する。

シートワインディング法(Sheet Winding/SW )

主に筒型形状に適した成形方法。加圧はシュリンクテープやAC。類似成形方法としてテープワインディングがあります。

短所

  • シュリンクテープ加圧に於いては、0.02㎜程加圧跡が生じる

SMC法(Sheet Molding Compound )

チョップドストランドに樹脂を含浸させ、両面をジンシートで被覆させた中間基材を成形型にチャージし加熱加圧する成形方法です。

短所

  • 設備投資費用が大きい。
  • 短繊維のため、性能がやや劣る。
  • 成形型費が大きい。

BMC法(Balk Molding Compound )

チョップドストランドとマトリクスを混練した中間基材を塊状(団子状)にして、圧縮成形する成形方法です。

短所

  • 設備投資費用が大きい。
  • 短繊維のため、性能がやや劣る。
  • 成形型費が大きい。

ホットプレス法(Hot Press/HP)

キャビコア型で加熱加圧する成形方法です。派生手法としてスタンパプルシート法があります。

短所

  • 設備投資費用が大きい。
  • 成形型費が大きい。

特殊型成形

当社独自の脱AC(Auto Crave)的手法で、型構造等により内圧と外圧を同時にかける成形手法です。

短所

  • 成形型の有効ショット数が小さい。