FRPマテリアルとは何ですか?

繊維強化ポリウマ(FRP)は、プラスチックポリマー樹脂(プラスチックポリマー樹脂)と強化繊維で構成されています。2つの材料がFRPに合成された後、それは、その元の材料の特性を維持するだけでなく、それはまた、FRPの全体的な性能を強化し、大幅に新しい材料の強度と剛性を向上させることができます。

ポリマー樹脂は、一般的に粘着性があり、成形しやすいが、その硬度は比較的弱い。材料に含まれる樹脂は、摩耗から材料を保護し、化学的腐食から表面を保護することができます。それだけでなく、材料は繊維を補強するためのバインダーとしても使用できる。

高強度と光の質感により、FRP複合材料は、防衛、航空、その他の分野で広く使用されています。近年、この材料の用途範囲がさらに拡大され、高級車、風力タービン、圧縮天然ガスタンクなどの製造に使用されています。また、大手メーカーは軽量、高強度、高剛性のためFRPを好みます。それは良い軽量材料であり、また、輸送中にエネルギーを節約することができます。また、その強度、耐久性、化学構造により、FRPは産業機器、建物、その他のインフラに適用され始めました。

▶FRP複合材料製造

FRP複合材料の製造工程では、複合材料の接合を達成するために多くの熱と圧力が必要です。

▶ファイバーの準備

炭素繊維やガラス繊維FRPの製造には、高温条件が不可欠です。炭素繊維は、ポリアクリロニトリル繊維、ピッチ繊維、ビスコース繊維又はフェノール繊維を炭化することによって作製することができる。炭素繊維の製造には、繊維紡績、熱安定化(プレ酸化)、炭化、グラファイト化の4つのプロセスが含まれます。それに伴う化学変化には、脱水素水、サイクライゼーション、プレ酸化、酸化、脱酸化などがあります。一連の高温オーブンを通して「白繊維」に作られ、酸化・炭化後に「黒繊維」に作られます。ガラス繊維は、製造された部品の特定の要件に応じて、高温溶融、ドロー、巻き、織り、およびその他のプロセスを通じて高温炉によって製造されます。

▶部品の生産

現在、FRP複合材料で作られた部品を加工・製造する方法は数多くあります。一般的に、成形品の加工前または加工中に、強化繊維をポリマーと混合して金型に入れ、重ねて加熱することで最終形状にする。エッジやコーナーが多く、複雑な形状を持つ部品の中には、繊維と樹脂を金型のスロットに入れ、原料に絞って加熱することができます。パイプやその他の長いワークの場合、繊維および樹脂は、ダイで押し出し、高温で硬化させることができます。

▶材料アプリケーション

調製工程が改善されれば、FRP複合材料の製造コストおよびエネルギー密度も低減され得る。省エネルギー・省エネルギー向上を目指し、様々な用途に広く活用されています。

自動車:軽量化に取り組む自動車産業にとって、この素材は非常に重要です。また、安全基準を満たしながら、車両のエネルギー効率と燃費を向上させることができます。10%の軽量化を達成すれば、燃費は6~8%増加し、純電気自動車の航続距離を10%延長することに相当する。従来の鋼と比較して、FRPガラス繊維は質量を25〜30%削減し、炭素繊維複合材料は質量を60〜70%削減することができます。

風力タービン:FRP炭素繊維複合材料は、高い硬度、軽量、強い耐疲労性を有します。タービンブレードの重量を減らし、ブレードの長さを伸ばして、風力発電のエネルギー効率を向上させることができます。2018年現在、風力発電所はFRP炭素繊維複合材料の最大の消費者となる可能性があります。

圧縮天然ガス貯蔵タンク:車両に使用される貯蔵タンクは、軽い質感と高強度を有し、水素および天然ガスを貯蔵することが求められる。FRP炭素繊維複合材料は、車両貯蔵タンクや高圧水素タンクの要件を満たしていますが、そのコストはかなり高いです。

産業機器:このタイプの複合材料の耐食性が高いため、産業機器や部品の性能を向上させることができます。この材料は、熱交換器、ファン、ブロワーおよび他の機器の性能を向上させ、高温に耐え、パイプおよび貯蔵タンクの耐用年数を延ばし、機械設備の電気絶縁性を向上させることができます。

材料の優れた性能のために、建設、道路や橋、船舶、送電線などの他の産業および関連機器が恩恵を受ける可能性があります。