組物により作製したCFRTP円筒形パイプの曲げ加工性

摘要

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）は優れた比強度，比剛性を有することから，航空宇宙やスポーツそして輸送関連など様々な分野において，金属に代わる構造部材として広く用いられている．金属材料の一次構造部材である板や棒などの基本形状の内，円筒形中空構造部材いわゆるパイプ形部材においても，CFRP製の中空構造材はゴルフシャフトや釣竿，自動車，構造物などの様々な分野に利用されている［1-3］．CFRP中空部材を金属製部材の代替材料として使用するためには，直管だけでは不十分であり，用途に合わせて曲げるなどして二次加工を行う必要がある．しかしながら，これまでのCFRP製中空部材はマトリクスを熱硬化性樹脂としたものが主流で［4-6］，その特徴の一つとして，成形時にその形状が決定され，成形後の再加熱による溶融加工が困難な点が挙げられる．それに対して，マトリクスを熱可塑性樹脂としたCFRP部材では，成形後においても樹脂を再溶融することで，金属材料と同様に溶着や曲げ加工等の二次加工が容易となる．この特性を利用して，炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）における溶着接合［7，8］や熱融着による損傷修復［9，10］等の二次加工技術についての研究が行われている．