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簡體中文 CFRPコンポジットは、私たちの日常生活で使用されるさまざまな製品の製造で広く使用されている軽量で頑丈な材料です。
カーボンファイバーコンポジット（CFRP）とは？
炭素繊維複合材料と呼ばれる炭素繊維強(qiáng)化複合材料は、炭素繊維を主要構(gòu)成成分として使用する繊維強(qiáng)化複合材料を指す。なお、CFRPコンポジットの「P」は、「ポリマー」だけでなく「プラスチック」を表す場合もあります。
一般に、CFRP複合材料には、エポキシ樹脂、ポリエステル、ビニルエステルなどの熱硬化性樹脂がよく使用されます。熱可塑性樹脂は CFRP 複合材料にも使用されますが、「炭素繊維強(qiáng)化熱可塑性複合材料」は英語名の Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Composites の頭字語を表す CFRTP 複合材料と呼ばれることがよくあります。
複合材料を扱う場合、材料固有の用語と略語を理解することが重要です。ただし、さらに重要なことは、FRP複合材料と、炭素繊維などのさまざまな補(bǔ)強(qiáng)材の特性を理解することです。
炭素繊維複合材料の利點(diǎn)
炭素繊維強(qiáng)化複合材料は、ガラス繊維やアラミド繊維などの従來の繊維を使用する他のFRP複合材料とは異なり、CFRP複合材料の優(yōu)れた特性は次のとおりです。
軽量
従來のガラス繊維強(qiáng)化複合材料は、70%（ガラス重量/総重量）の量の連続ガラス繊維を使用し、通常は立方インチあたり0.065ポンドです。
高強(qiáng)度
CFRP複合材料は、軽量にもかかわらず、ガラス繊維複合材料よりもCFRP複合材料の方が、単位重量あたりの強(qiáng)度と硬度が高くなります。
金屬材料と比較すると、この利點(diǎn)はさらに顕著です。
たとえば、経験から、CFRP材料の重量は鋼と比較して等しい強(qiáng)度條件下では鋼の1/5にすぎないことがわかります。
すべての自動車メーカーが性能を向上させるために鋼ではなく炭素繊維の使用を研究している理由を想像してみてください。
CFRP複合材料を最軽量の金屬の1つであるアルミニウムと比較すると、基本的な仮定によれば、アルミニウム材料の強(qiáng)度は炭素繊維本體の重量の約1.5倍です。
もちろん、実験には比較結(jié)果に影響を與える可能性のある他の多くの変數(shù)があります。たとえば、材料のグレードと品質(zhì)は異なり、配合プロセス、製造プロセス、繊維構(gòu)造、および品質(zhì)も考慮する必要があります。
炭素繊維複合材料の欠點(diǎn)
高コスト
CFRP複合材料の優(yōu)れた性能にもかかわらず、炭素繊維が製品の製造に広く使用されていないのはなぜですか？
現(xiàn)在、CFRP複合材料の製造コストは高すぎる。現(xiàn)在の市場狀況（需給）に応じて、炭素繊維の種類（航空宇宙用と商用グレード）、繊維束のサイズが異なり、繊維の価格も判斷されます。
炭素繊維原料1ポンドあたりの価格は、ファイバーグラスの価格の5?25倍です。鋼と比較して、CFRP材料の高コストはさらに顕著です。
導(dǎo)電率
これは、炭素繊維複合材料の利點(diǎn)としても、実際のアプリケーションの欠點(diǎn)としても使用できます。カーボンファイバーは非常に導(dǎo)電性が高く、ガラスファイバーは絶縁されています。多くの製品は、厳密な絶縁を必要とするため、炭素繊維や金屬の代わりにガラス繊維を使用しています。
ユーティリティの生産では、多くの製品がグラスファイバーの使用を必要とします。たとえば、ラダーの製造では、ファイバーグラスをラダーとして使用します。これは、ファイバーグラスのラダーが電力線に接觸しているときの感電の可能性が大幅に減少するためです。
カーボンファイバーラダーは非常に導(dǎo)電性が高く、その結(jié)果は想像を絶するものです。
炭素繊維複合材料の高コストにもかかわらず、技術(shù)の進(jìn)歩に伴い、ますます高効率な製品がすぐ近くにあります。
おそらく生涯のうちに、私たちは、消費(fèi)者市場、工業(yè)生産、自動車製造における高性能炭素繊維製品の幅広い用途を目にすることができるでしょう。
