カーボンモノコック成形手法

３次元形状のコンポジットパーツ成形手法の概略以下のようなものである。

１．ＣＡＤモデルからカッタパスを生成
発砲樹脂のブロックを５軸ＭＣを用いたボールエンドミル加工で、凸型を削り出す。この樹脂に表面硬化処理を施して耐熱性の無いマスタモデルを製作。

２．マスタモデルにＧＦＲＰあるいはＣＦＲＰを積層
凹型のシェルをつくる。ここでツールと呼ばれ、耐熱性のある対象物の成形型。

３．ツールに、アウタシェル用のＣＦＲＰプリプレグ、フィルム接着
ハニカム（アラミドが多い）、フィルム接着剤、インナシェルＣＦＲＰプリプレグの順に張り積層。

４．耐熱性のあるナイロンフィルムを積層物にかぶせる
シール剤により目止めする。ナイロンフィルム上に設けたバルブにゴムホースをつなぎ、真空ポンプにより吸引する。エア漏れが無いことを確認した後、加熱炉に入れて成形する。航空機などでは、加熱炉の代わりにオートクレーブを用い、加熱と同時に５気圧程度加圧する。

この方法は、ハンドレイアップと呼ばれる（曲面部はプリプレグを細かく分割し、皺が生じないように貼り込んでいく）、３次曲面を継ぎ目無しに一体で成形で きる点に大きなメリットがある。ただし、３次元ＣＡＭや５軸の切削加工機械、大きな加熱炉には高価な設備装置が必要で、真空引きフィルムやフィルム接着剤 （１㎡あたり２万円程度）などの消耗品が高価。

この手法は金型の製作で高圧に耐えるものにし、注形時にカイザー効果を意識してプレストレスを加えることで均質で等方性のある、高弾性・高強度のものを実 現することが可能と考えられるます。金額にこだわらない魅力的な新しい製品のビジネスになり得る可能性がある。

ネットの情報を見ることから、いろんなビジネスチャンスがあるものだと思う。だが発想の転換で成功のチャンスがあると見るのは間違いなのかと思うぐらい、 誰もが積極的にやろうとしていないようにも見えるのは何故なのだろうかと思う、不景気で嘆くより積極的な研究投資が必要。

このような工法を活用して、自転車のモノコックボデーとかホイール、クランク、サドル、ハンドルバー等いろんな大型のものが製作できそうである。また、こ れ以外のものについても利用できる可能性があり継続して情報を集める予定。有益な情報があればお知らせください。