複合材料の技術解説

3Dプリンター試作と金型試作の使い分けのポイント

樹脂部品の試作を考えるとき、「3Dプリンターで作るか、金型を作るか」で迷う方は多いのではないでしょうか。結論からいうと、2つは競合するものではなく、目的によって使い分けるものです。本記事では、それぞれの特長と、期間・コストの目安、組み合わせ方をご紹介します。

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樹脂圧縮成形（樹脂プレス成形）とは、どういう加工でしょうか？

「大型の樹脂部品を作りたいが、射出成形では金型費が合わない」 「熱硬化性樹脂やCFRPの部品を試作したいが、どの工法を選べばよいか分からない」 このようなお悩みを抱えられている樹脂部品の設計・開発者様もいらっしゃるのではないでしょうか？こうした課題を解決する選択肢のひとつが「樹脂圧縮成形」です。プレス機で材料に対して加熱や冷却といった温度制御と圧力をかけて形をつくるため、「樹脂プレス成形」「プラスチックプレス成形」とも呼ばれます。大型の部品や、繊維強化プラスチックの成形で用いられる工法です。本記事では、樹脂圧縮成形の基本原理と工程の流れ、プレス成形の主な方法、射出成形や一般的なプレス成形との違い、メリットと注意点、そしてどのような製品に向いているのかまで解説します。

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樹脂プレス成形（樹脂圧縮成形）と金属プレス加工の違いとは？

「プレス」と聞いて、どのような機械を思い浮かべますか？多くの方は、鋼板を「ガシャン、ガシャン」と打ち抜いたり曲げたりする、板金のプレス機をイメージされるのではないでしょうか。樹脂プレス成形（樹脂圧縮成形）は同じ「プレス」という言葉を使いますが、加工は板金のプレス加工と異なります。本記事では、樹脂プレス成形と金属プレス加工の違い、樹脂プレス成形のメリット、当社の対応内容と事例についてご紹介します。

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キーエンス製3Dプリンター「GX-1000」を導入しました

当社では、キーエンス製の製造現場向け3Dプリンター「GX-1000」を導入しました。 GX-1000は、カーボンなどの高機能樹脂を用途に合わせて使い分け、製造現場で使う治具や部品を短納期で造形できる3Dプリンターです。本記事では、他の3Dプリンターとの違いと強みを簡潔にご紹介します。

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GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）とは何ですか？

GFRP（Glass Fiber Reinforced Plastics）とは、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に、ガラス繊維を強化材として加えた複合材料です。軽い樹脂にガラス繊維を加えることで、「軽くて・強くて・錆びない」という特長を持ちます。金属と比べて軽量でありながら高い強度を発揮し、さらにガラス繊維は電気を通さないため、優れた絶縁性を備えているのも大きな特徴です。比較的成形しやすく、コスト面でも扱いやすいことから、産業機械や電気・電子分野、建材、自動車、船舶に至るまで幅広い用途で使用されています。今回は、GFRPの特長や種類、GFRP成形における素材の選定基準について詳しく解説します。

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【軽量化と強度を両立】金属部品から複合材料（CFRP・GFRP）へ変更する3つのメリット

機械装置を解決するにあたって、 「金属部品をもっと軽くしたいけれど、強度は落とせない」 「金属加工品の製造コストを抑える方法はないか」 といった課題に頭を悩ませていませんか？ その解決策の一つとなるのが、として、金属部品から「CFRP（炭素繊維強化プラスチック）」や「GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）」への材料変更（金属代替）です。 「プラスチックにすると強度が落ちてしまうのでは？」と不安に思われるかもしれませんが、複合材料（FRP）を使用すると、必要な強度を保ちながら、軽量化やコストダウンにつなげることができます。本記事では、金属からCFRP・GFRPへ変更することで得られる3つのメリットと、複合材料へ転換する際の注意点を分かりやすく解説します。

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CFRP（炭素繊維強化プラスチック）とは何ですか？

CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastics）とは、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に炭素繊維を強化材として加えた複合材料です。 軽い樹脂に炭素繊維を加えることで、「軽くて・強くて・腐食しない」という特長を有します。材料の種類にもよりますが、一般的に鉄材と比べるとCFRPの重量はおよそ1/4程度です。 また、疲労強度に強い、耐薬品性に優れる、通常の熱的環境では安定している、振動減衰特性がある、熱膨張係数が低いといった様々な特性があり、スポーツ用途から産業用途、航空機、自動車に至るまで幅広い用途で使用されています。今回は、CFRPの特長や種類、CFRP成形における素材の選定基準について詳しく解説します。

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CFRP（UD材・クロス材・チョップ材）の選定基準

樹脂部品の製作において、樹脂成形は一般的な製造プロセスですが、樹脂成形の工法は多岐にわたり、材料の特性や生産数量によって品質やコストは大きく異なります。 本記事では、「樹脂成形（プラスチック成形）」の基礎知識、各工法の特徴について具体的に解説します。

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樹脂成形（プラスチック成形）の種類と設計のポイント

樹脂部品の製作において、樹脂成形は一般的な製造プロセスですが、樹脂成形の工法は多岐にわたり、材料の特性や生産数量によって品質やコストは大きく異なります。 本記事では、「樹脂成形（プラスチック成形）」の基礎知識、各工法の特徴について具体的に解説します。

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代表的な複合材料

複合材料とは、2つ以上の異なる材料を組み合わせた材料のことです。強化のための強化材料と、それを支持するための母材（マトリクス）から構成されています。 複合材料は材料の組み合わせにより、構造などを変えることで、「硬さ・耐久性・重量・靭性・腐食抵抗力」などの性質をコントロールすることが可能になります。 代表的なものに、CFRPやGFRP、FRPなどがあり、様々な分野で注目されています。

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主なCFRP・GFRP材料の種類

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マトリクス樹脂の種類

複合材料のマトリクス（母材）には合成樹脂が使用されます。その合成樹脂は、「熱可塑性樹脂」と「熱硬化性樹脂」の2種類があります。 さらに熱可塑性樹脂は、「結晶性」と「非結晶性」の2種類に分かれます。 熱可塑性樹脂は、熱を加えると、軟化し、冷却すると硬化します。 一方、熱硬化性樹脂は、熱を加えると硬化します。冷却し再加熱しても硬いままです。

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