三菱電機將低成本CFRP制造技術用于工業設備

三菱電機開發出了碳纖維增強樹脂（CFRP）復合材料制造技術。其能以低成本制造輕量的阻燃性CFRP復合材料，并在2014年2月13日舉行的三菱電機研發成果發布會上公開了樣品等。今后，三菱電機將把這種材料用于風機扇葉及電梯護板等工業設備部件。


VaRTM技術概要

三菱電機采用的是稱為真空輔助樹脂轉移成型（VaRTM）法的工藝：將置于模具上的碳纖維用薄膜材料密封起來，邊向模具和薄膜材料之間注入樹脂邊減壓，使其在大氣壓下成型。樹脂采用了通用的阻燃性乙烯酯。雖然VaRTM法早已是廣為人知，但樹脂的流動及纖維配向控制，以及在碳纖維中夾入隔熱材料等其他材料等的“生產技術的提高，才使得其能適用于消費類產品”。該公司已將CFRP應用于人造衛星，但人造衛星用CFRP需要用熱壓罐對預浸料進行加熱加壓等，存在預浸料及熱壓罐設備導致成本上升的難題。

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VaRTM法對模具沒有強度要求，因而比較簡單，而且不需要熱壓罐等大型設備，因此可降低制造成本。雖未公開具體數字，但稱當取代原來的金屬部材時，成本控制目標在2～3倍左右。由于設備投資成本低，因此比較適合產量為數百～數千的中少量規模的部材。


鐵路用空調機葉片。重量為5.1kg。比原來重9.6kg的金屬葉片輕了近5成


電梯護板部材


工業用換氣扇葉片（右）。可比原產品（左）輕近兩成


工業用換氣扇葉片的截面。這是一種用CFRP夾入輕量樹脂的復合材料。

三菱電機計劃2014年度將該技術應用于超高速電梯轎廂護板、鐵路用空調機護板及換氣扇葉片等。該公司稱，與以前的金屬部材相比，電梯轎廂護板的重量可減輕5成以上，空調機護板可減輕4成左右。并且，就換氣扇葉片而言，不僅能對打薄頂端等鈑金加工中比較困難的截面厚度進行控制，還可降低葉片工作時的噪聲。

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作者：吉田 勝
供稿:日經技術在線