成果報告書詳細
管理番号20130000000082
タイトル平成23年度?平成24年度成果報告書 省エネルギー革新技術開発事業 実用化開発 低燃費化に向けた次世代耐熱航空機構造部材の研究開発
公開日2013/3/28
報告書年度2011 - 2012
委託先名スーパーレジン工業株式会社
プロジェクト番号P09015
部署名省エネルギー部
和文要約本研究開発は、航空機部材として耐熱CFRP を採用させることで、航空機機体の更なる軽量化をはかりエネルギーの削減につなげることを目標としている。そこで本事業では、1)独自耐熱樹脂の改質、2)プリプレグ化技術開発、3)成形技術開発の3 つの技術開発を行い、耐熱CFRP の実用化を図った。
1)独自耐熱樹脂の改質:既存のイミド系樹脂は縮合水の問題により実用的な低空洞率を達成することが出来ない。そこで我々は、縮合水が発生する工程を架橋する工程と分離することのできる独自の樹脂を、CFRP マトリックスとして利用することを目指した。その成果として、耐熱性を維持したまま流動性及び靭性を向上させることが出来、高耐熱性CFRP マトリックスとして開発することができた。
2)プリプレグ化技術開発:成形前の中間材料であるプリプレグの均一性は成形品の空洞率に大きく影響する。そこで、繊維切れのない、繊維間に樹脂が十分満たされた、樹脂含有率のばらつきの低いプリプレグ開発を目指して、プリプレグ装置の開発、及びプリプレグ作製条件最適化を行い、樹脂含有率40±3%で制御したプリプレグを開発することができた。
3)成形技術開発:CFRP はプリプレグ1 枚1 枚を積層して製作するため、その多層が密に一体化したものでなければ、構造材料として使用することはできない。航空機の一次構造部材ではCFRP 内部のボイドの割合(空洞率)が体積含有率で1%以下であることが必須である。そこでボイドを抑えるための成形方法を、溶媒選定等を行いつつ最適化を進め、最終的に曲面形状においてそれを達成することができた。
英文要約Practical Development Projects for Reductions of Energy Emissions Project. Research and Development of next generation heat-resistant aircraft parts for low fuel consumption (FY2011-FY2012) Final Report

This research & development has an objective of embracing heat-resistant CFRP as aircraft parts to further decrease the weight of aicrafts leading to reductions of energy emissions. This project conducted three technical developments in order for pratical use of heat-resistant CFRP.
1. Reformulation of original heat-resistant resin: The existing type of imide-type resin cannot achive practical low void content due to problems regarding concentric water. We aimed to utilize our original resin that allows the separation of the generation of concentric water and the process of crosslinking as the CFRP matrix. As a result, the development of high-heat-resistant CFRP matrix was made possible having characteristics of improved fluidity and tenacity with maintaining the ability to resist heat.
2. Development of prepreg technologies: As an intermediate material before molding, the homogeneity (uniformity) of the prepreg greatly affects the void content of the molded article. By aiming a prepreg with no fiber-tear with abundant amounts of resin between fibers and low dispersion of resin content rate, a prepreg regulated at a resin content rate of 40±3% was developed by designing a prepreg machine with optimized prepreg manufacturing conditions.
3. Development of molding technologies: Since CFRP is produced by layering prepregs one by one, those layers must be integrated in a dense manner to be applied as a structural material. It is essential for aircraft primary structures to have a void content rate below 1%. In order to achieve molding methods with low void occurrence for curved surfaces, optimization was advanced by a careful selection of solvents.
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