ニュース

1. チューブ巻き工程の紹介

このチュートリアルでは、チューブワインディングプロセスを使用して、チューブワインディングマシンでカーボンファイバープリプレグを使用して管状構造を形成し、高強度のチューブを製造する方法を学びます。カーボンファイバーチューブこのプロセスは複合材料メーカーでよく使用されます。

平行側面または連続テーパー形状のチューブを製造したい場合は、チューブワインディングプロセスが最適です。適切なサイズの金属マンドレルとオーブンさえあれば、お客様のご要望に合わせたカスタムカーボンファイバーチューブを製造できます。

ハンドルバーや、サスペンションフォーク、自転車フレームといった複雑なチューブ状フレーム構造など、複雑な形状のカーボンファイバーチューブを製造するには、スプリットモールド技術が最適な方法です。ここでは、スプリットモールド技術を用いてこれらの複雑なカーボンファイバーチューブを製造する方法をご紹介します。

2. 金属マンドレルの加工と準備

• 金属マンドレルの重要性

チューブ巻き工程を始める前に、まず金属マンドレルを準備する必要があります。金属マンドレルはチューブの内径に適合する必要があり、表面の滑らかさと適切な前処理が非常に重要です。さらに、その後の脱型工程を簡素化するために、金属マンドレルには洗浄や離型剤の塗布などの適切な前処理を施す必要があります。

チューブの巻き取り工程では、金属マンドレルが重要な役割を果たします。炭素繊維プリプレグスムーズな巻き取りを実現するために、適切なサイズの金属製マンドレルを事前に用意しておくことが重要です。炭素繊維はマンドレルの外周に巻き付けられるため、マンドレルの外径は製造する炭素繊維チューブの内径と一致する必要があります。

• 離型剤の塗布

離型剤は摩擦を低減し、スムーズな脱型を実現します。マンドレル表面に均一に塗布する必要があります。金属マンドレルを準備したら、次のステップは離型剤を塗布することです。一般的に使用される離型剤にはシリコーンオイルとパラフィンがあり、これらは炭素繊維と金属マンドレル間の摩擦を効果的に低減します。

準備した金属マンドレルは、製品をスムーズに型から取り出すために、徹底的に洗浄し、表面を可能な限り滑らかにする必要があります。その後、離型剤をマンドレルの表面に均一に塗布します。

3. 炭素繊維プリプレグの製造

• プリプレグの種類と利点

巻き取り精度と取り扱いやすさに対する高い要求を満たすのは、炭素繊維プリプレグだけです。エポキシ含浸ドライファブリックなどの他の補強材も理論的には巻き取り工程で使用できますが、実際には、この工程における精度と取り扱いやすさに対する高い要求を満たすことができるのは炭素繊維プリプレグだけです。

このチュートリアルでは、特定のプリプレグ積層方法を使用して、チューブのパフォーマンスを向上させます。

• プリプレグのレイアップ設計

チューブの内側に織物プリプレグの層を敷き、続いて一方向性プリプレグを数層重ね、最後にチューブの外側にもう一層の織物プリプレグを重ねます。この積層設計により、0°軸と90°軸における織物プリプレグの繊維配向の利点を最大限に活用し、チューブの性能を大幅に向上させます。0°軸に重ねられた一方向性プリプレグの大部分は、パイプに優れた縦方向の剛性をもたらします。

4. パイプ巻き取り工程フロー

• 巻き取り前の準備

プリプレグのレイアップ設計が完了すると、パイプの巻き取り工程に進みます。プリプレグの加工では、PEフィルムと離型紙を取り除き、適切な重ね合わせ領域を確保します。この工程は、後続の巻き取り工程をスムーズに進めるために非常に重要です。

• 巻き取り工程の詳細

巻き取り工程では、プリプレグをスムーズに巻き取るために、金属コアシャフトをしっかりと固定し、均一な力をかけることが重要です。金属コアシャフトは、プリプレグの1層目の端にしっかりと固定し、均一な力をかける必要があります。

巻き取り時に、端に追加のプリプレグを巻き付けることで、型から取り出すときに製品を簡単に取り外すことができます。

• BOPPフィルムラッピング

プリプレグに加え、BOPPフィルムはラッピングにも使用できます。BOPPフィルムは、圧密圧力を高め、プリプレグを保護し、密封する役割を果たします。BOPPラッピングフィルムを使用する際は、テープ間の十分な重なりを確保することが重要です。

5. オーブン硬化プロセス

• 硬化温度と時間

プリプレグ炭素繊維強化材をしっかりと巻き付けた後、オーブンに送り、硬化させます。プリプレグの種類によって硬化条件が異なるため、オーブンでの硬化中は温度管理が非常に重要です。この工程は、材料の安定性を確保し、性能を向上させるために不可欠です。

オーブン内の高温環境により、炭素繊維樹脂マトリックスが完全に反応し、強固な複合材料を形成します。

6. 除去と処理

BOPP包装フィルムを剥がした後、硬化した製品を取り出すことができます。BOPPフィルムは硬化後に剥がすことができます。必要に応じて、研磨や塗装により外観を改善できます。さらに美観を向上させるために、研磨や塗装などの仕上げ工程を追加することもできます。