CFRPと金属の接着・接合の課題を解決するための CFRPと金属の接着・接合技術および
連続炭素繊維をその場で立体造形する3Dプリンター

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CFRPの接合技術として機械継手,接着継手,融着継手,CFRPの力学特性に起因する損傷モード,
継手設計の注意点・解析評価方法,FRPと金属間の接着・接合方法,炭素繊維複合材料3Dプリンターについて解説する特別セミナー!!

講師 東京理科大学 理工学部 機械工学科 准教授 博士(工学)松崎 亮介 先生
日時

2017/12/22(金) 10:30 ~ 17:20

会場

連合会館 (東京・お茶の水)

会場案内
受講料 1名:48,600円 同時複数人数申込みの場合 1名:43,200円
講師 東京理科大学 理工学部 機械工学科 准教授 博士(工学)松崎 亮介 先生
日時 2017/12/22(金) 10:30 ~ 17:20
会場

連合会館 (東京・お茶の水)

会場案内
受講料 1名:48,600円 同時複数人数申込みの場合 1名:43,200円

受講対象

 ・本テーマに興味のある方ならどなたでも受講可能ですが,特に,業務に活かすためCFRPの接着・接合や
  3Dプリントについての知見を得たいと考えている方
・CFRPの3Dプリンティングなど,新たな事業展開を検討している方

予備知識

 この分野に興味のある方なら、特に予備知識は必要ありません.

習得知識

 1)CFRPの基礎知識
 2)CFRPの力学的特性
 3)CFRPの成形とボイド
 4)CFRPの接着・接合
 5)CFRPの3Dプリンティングとそのビジネス動向

講師の言葉

 現在,炭素繊維複合材料の航空機器や自動車への適用拡大にあたって,世界的に急ピッチで研究が進められています。
 沢山の課題がありますが,中でもCFRPと金属の接合は避けて通れない課題です。
 本講座では,CFRPの接合技術として,機械継手,接着継手,融着継手をとりあげ,特にFRPならではの力学特性に
起因する損傷モード,継手設計における注意点,解析的評価方法についてご紹介します。
 さらに,FRPと金属間における最新の接着・接合方法とその性能について紹介します。
 また,これまでの複合材料成形は,熟練した職人のノウハウに頼るころが大きく,金型も必要とするため,
短期間での多品種生産が困難でした。一方,一般に利用される熱可塑性樹脂積層3Dプリンターは、樹脂自体の
力学的特性が著しく低く,試作模型や玩具の製作としての利用が主体であり,航空宇宙・自動車用途製品レベルの
構造を作製できない課題がありました。自動車・航空宇宙用構造にも適用可能な高強度立体造形を目的として、
連続炭素繊維をその場で樹脂と複合化し立体造形する「炭素繊維複合材料3Dプリンター」を開発が進んでいます。
近年開発が進む複合材料成形3Dプリンティング技術について,数多くの事例とともに紹介します。

プログラム

1 複合材料の接合について
2 機械継手種類
 2.1 シングルラップとダブルラップ
 2.2 マルチボルト構造
 2.3 FRP機械継手の負荷伸び応答
 2.4 FRP機械継手の特徴(金属との比較)
 2.5 異方性の影響
 2.6 FRP機械継手の特徴(金属との比較)
 2.7 機械継手の損傷モード
 2.8 試験片端距離e, 試験片幅wの影響
 2.9 機械継手破壊マップ
3 接着継手
 3.1 せん断応力とピール応力
 3.2 FRPにおける接着破壊形態
 3.3 応力集中の低減
 3.4 接着継手の解析
 3.5 接着継手の応力特異点
 3.6 Average stress criterion
 3.7 結合力モデル (cohesive zone modeling)
 3.8 機械継手と接着継手の比較
4 融着接合
 4.1 熱可塑性樹脂の融着
 4.2 融着の方法
 4.3 融着の適用例
5 金属/FRPハイブリッド構造における継手
 5.1 ボルト/接着のハイブリッド一体成形継手
 5.2 金属表面・形状加工による継手強化
 5.3 Tongue-and-groove金属/FRP継手
 5.4 IAFによる継手強化
 5.5 ピンまたは突起による継手強化
 5.6 インモールド複合材表面処理
6 複合材料3Dプリンター開発の背景
 6.1 複合材料の適用動向
 6.2 熱可塑性樹脂複合材料
 6.3 Automated Tape Laying(ATL)とAutomated Fiber Placement(AFP)
 6.4 3Dプリンターの国内・海外市場動向(売上、シェア、適用箇所)
7 3Dプリンターを利用した複合材料成形
 7.1 3Dプリンターの種類(粉末焼結積層、光造形、溶融積層他)
 7.2 自動車および航空機業界における3Dプリンターの利用
 7.3 複合材料成形ツーリングとしての利用
 7.4 プリント成形品の材料強度の異方性
 7.5 PEEK3Dプリンター
8 連続炭素繊維複合材料3Dプリンター
 8.1 従来3Dプリンターの課題
 8.2 強化の方法
 8.3 繊維切断
 8.4 プリントされた材料の強度
 8.5 サンドイッチ構造一括プリントと評価
 8.6 ATF/AFPに対する優位性
 8.7 想定される用途
 8.8 実用化に向けた課題
9 短繊維系複合材料3Dプリンター
 9.1 力学的特性
 9.2 大規模3Dプリンター(自動車のプリント)
 9.3 エポキシ系短繊維3Dプリンター
 9.4 短繊維含有フィラメントの種類と市販状況
10 連続繊維複合材料3Dプリンターの海外動向
 10.1 海外の取り組み(MarkForged社、Arevo社他多数紹介)
 10.2 織物複合材料3Dプリンター
 10.3 CFRP3Dプリント製品化の例:CFRPワッシャー
11 光硬化系複合材料3Dプリンター
 11.1 短繊維と光硬化の組み合わせ
 11.2 連続繊維と光硬化の組み合わせ
12 形状・繊維配向最適化技術
 12.1 曲線積層最適化(Tow-steered composites)
 12.2 形状配向同時最適化
13 関連知財の紹介(海外特許含む)
 13.1 ボーイング,MarkForged, Arevoなど
14 課題と今後の展開
 14.1 機能(電気回路、アクチュエータ)の3Dプリント
 14.2 オンライン3Dプリントプラットフォーム
15 まとめ(質疑応答)

講師紹介

略歴:
2003.3 東京工業大学工学部機械宇宙学科 卒業
2004.3 東京工業大学大学院理工学研究科機械物理工学専攻修士課程 修了
2007.3 東京工業大学大学院理工学研究科機械物理工学専攻博士課程 修了
2007.4 東京工業大学大学院理工学研究科機械物理工学専攻 助教
2011.4 東京理科大学理工学部機械工学科 講師
2017.4 東京理科大学理工学部機械工学科 准教授

著作:
新版 複合材料・技術総覧,  産業技術サービスセンター, (分担)
基礎からわかるFRP- 繊維強化プラスチックの基礎から実用まで - ,コロナ社,(分担)
他

所属学会・協会
日本機械学会,日本複合材料学会,強化プラスチック協会 (学識準会員,情報編集委員)