異方性トポロジー最適化とTailored Fiber Placementによる連続繊維複合材料軽量自動車部品の設計試作

摘要

炭素繊維強化樹脂をはじめとする連続繊維強化複合材料は，自動車部品の軽量化において重要な材料である．近年，ロボット技術や付加造形技術の応用により，連続繊維強化複合材料による構造物の製造法に大きな進歩がおき，これにより，製品内部にて局所的に繊維の配向方向を自由に制御できるようになった．このような，場所ごとに繊維配向が変化する複合材料は，可変軸複合材量（Variable Axial Composite，以後VAC)とよばれ，複合材料の異方性を活用し製品性能を向上させる技術として注目されている．VACの製造技術としては，連続繊維印刷法(Continuous Fiber Printing, CFP), Tailored Fiber Placement(以後TFP)，Automated Fiber Placement (AFP)などが挙げられる．