カーボンファイバーは軽量高剛性な素材として、様々な目的に応じて製法を選択することにより航空機やクルマ以外の分野にまで採用が進んでいる。しかしネックとなるのが生産コストの高さだ。素材としてのコスト高に加えて、加工成形する際の手間や時間がかかる。鋼板やアルミ合金をプレス成形や鋳造するのと違い、生産性に問題があるのが従来のCFRPの問題点だ。

 短繊維を樹脂ペレットに添加して強度を高めたCFRTP(炭素繊維強化熱可塑性樹脂)は生産性とコストの点からこれから普及が見込める分野だが、従来のCFRPに置き換わるほどの強度や剛性はなく、あくまで樹脂より強い素材、電波遮断性など従来の樹脂にはない特性を実現できる素材として採用が進んでいる。

 2017年11月末開催の「先端材料技術展2017」(東京ビッグサイト)では様々な企業が、CFRPの生産性を高める工夫を提案していた。

 三菱ケミカルはプリプレグ(カーボンファイバーに予め熱硬化樹脂を含侵したもの)とCFRTPを組み合せたハイブリッド製法を見本品と共にパネル展示した。

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三菱ケミカルのプリプレグとCF-SMCのハイブリッド成形工法による見本。表面はプリプレグで成形し、裏面にリブやナットを一体成形している。プリプレグにより高い強度と品質の安定性を実現し、SMCによる成形性の高さも利用出来る。

 同社がSMCと呼ぶハイサイクル成形は、熱可塑性樹脂を金型プレス成形により2分で成形するもので低コストで生産性が高いだけでなく、従来FRPが苦手としている複雑な立体成型も可能にしている。そこでCFRPとCF-SMCを組み合せた成形を今回の先端材料研究展では提案していたのだ。

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