ニュース

複合材料の物理的特性は、繊維によって大きく左右されます。つまり、樹脂と繊維を組み合わせた場合、その特性は個々の繊維の特性と非常によく似ているということです。試験データによると、繊維強化材料は荷重の大部分を担う構成要素であることが示されています。したがって、複合構造を設計する際には、繊維の選択が極めて重要となります。

まず、プロジェクトに必要な補強材の種類を決定することから始めましょう。一般的なメーカーは、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー®（アラミド繊維）という3種類の補強材から選択できます。ガラス繊維は汎用性が高く、炭素繊維は高い剛性を、ケブラー®は高い耐摩耗性を提供します。複数の素材の利点を兼ね備えたハイブリッド構造を形成するために、複数の種類の繊維を積層して組み合わせることもできる点に留意してください。

生地コレクションが決まったら、作業のニーズに合った重量と織り方を選びます。生地のオンスが軽いほど、曲面の表面にドレープしやすくなります。軽量生地は樹脂の使用量も少なくなるため、ラミネート全体の重量も軽くなります。生地が重くなるにつれて、柔軟性は低下します。中量生地はほとんどの曲面を覆うのに十分な柔軟性を保ち、部品の強度に大きく貢献します。非常に経済的で、自動車、船舶、産業用途向けの丈夫で軽量な部品を製造できます。編組ロービングは、造船や金型製作で一般的に使用される比較的重い補強材です。

生地の織り方は、その模様やスタイルと呼ばれます。一般的な織り方には、平織り、朱子織り、綾織りの3種類があります。平織りは最も安価で、柔軟性は比較的低いですが、裁断時にしっかりとまとまります。糸が頻繁に上下に交差するため、平織りの強度は低下しますが、最高性能が求められる用途以外では十分な強度を備えています。

サテン織りとツイル織りは、平織りよりも柔らかく丈夫です。サテン織りでは、1本の緯糸が3～7本の経糸の上を通り、さらに別の緯糸の下に縫い込まれます。この粗い織り方では、糸が長く伸びるため、繊維の理論上の強度を維持できます。ツイル織りは、サテン織りと平織りの中間的な特徴を持ち、しばしば好まれるヘリンボーン模様の装飾効果があります。

テクニック：生地に柔軟性を持たせるには、ロールから45度の角度でカットしてください。このようにカットすると、どんなに粗い生地でもシルエットに沿って美しくドレープします。

グラスファイバー補強材

ガラス繊維は複合材料産業の基盤となる素材です。1950年代から多くの複合材料用途に用いられており、その物理的特性は十分に解明されています。ガラス繊維は軽量で、適度な引張強度と圧縮強度を持ち、損傷や繰り返し荷重にも耐え、取り扱いも容易です。

グラスファイバーは、入手可能な複合材料の中で最も広く使用されています。これは主に、比較的低コストで、物性が適度であることに起因します。グラスファイバーは、繊維繊維による強度や耐久性をそれほど必要としない日常的なプロジェクトや部品に最適です。

グラスファイバーの強度特性を最大限に引き出すには、エポキシ樹脂と併用し、標準的な積層技術を用いて硬化させるのが効果的です。自動車、船舶、建設、化学、航空業界など幅広い分野での用途に最適であり、スポーツ用品にもよく使用されています。

ケブラー®補強材

ケブラー®は、繊維強化プラスチック（FRP）業界で最初に広く受け入れられた高強度合成繊維の一つです。複合材グレードのケブラー®は軽量で、優れた比引張強度を持ち、耐衝撃性および耐摩耗性に優れています。一般的な用途としては、カヤックやカヌーなどの軽量船体、航空機の胴体パネルや圧力容器、耐切創手袋、防弾チョッキなどが挙げられます。ケブラー®はエポキシ樹脂またはビニルエステル樹脂と組み合わせて使用​​されます。

炭素繊維強化材

炭素繊維は90%以上の炭素を含み、FRP業界で最も高い引張強度を誇ります。実際、圧縮強度と曲げ強度も業界最高レベルです。加工後、これらの繊維は結合して、布地、トウなどの炭素繊維強化材を形成します。炭素繊維強化材は高い比強度と剛性を提供しますが、一般的に他の繊維強化材よりも高価です。

炭素繊維の強度特性を最大限に引き出すには、エポキシ樹脂と併用し、標準的な積層技術を用いて硬化させる必要があります。自動車、船舶、航空宇宙分野での用途に最適であり、スポーツ用品にもよく使用されています。