Development of the manufacturing method of CFRP lattice structure by using electrodeposition resin impregnation method and its application technology

电沉积树脂浸渍法CFRP网格结构制造方法及其应用技术开发

• 批准号: 20H02039
• 负责人: 片桐 一彰
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02039/
• 关键词: CFRP; 脱オートクレーブ; セルロースナノファイバー; 蓄熱; ラティス構造; CFRPの製造方法; ヒートシンク; 衝撃強度

下記の研究を推進した。（A) 電着樹脂含浸法を用いたラティス構造の製造法を開発、部材曲線化の効果の実証：これまでに、独自の炭素繊維強化樹脂（Carbon Fiber Reinfroced Plastic, 以下、CFRP)の製造方法である、電着樹脂含浸法の開発を進めてきた。今年度、この方法を適用したCFRP製ラティス構造の製作方法を確立するため、いくつかのラティス構造の試作試験を行った。電着樹脂含浸法は、ラティス構造を構成する部材が曲線状であっても容易に製作できることが大きな特長である。そのため、曲線部材を使った変形性が最大限に活用され、将来、有用と想定されるラティス構造として、航空機の主翼の骨組構造に着目し、検討した。（B) セルロースナノファイバーによるCFRPの衝撃強度の向上とラティス構造への適用：CFRPの衝撃強度を向上させるため、まずは、添加するセルロースナノファイバーの長さや直径を変化させて、炭素繊維間に侵入させる試験を開始した。従来から言われているが、セルロースナノファイバーの長さや直径は、セルロースナノファイバーの分散評価とも関連性が大きい。そのため、現用のレーザー回折式の粒度分布分析装置を用いてセルロースナノファイバーの直径、長さを評価し、衝撃強度の評価に向けた基礎データを取得した。（C）蓄熱性の計測手法、評価手法についての検討：蓄熱性CFRPの蓄熱量を向上させるためには、蓄熱性のみならず、熱伝導性を向上させ、蓄熱性CFRPの面内において、極力の広い範囲で蓄熱させる必要がある。そのため、表面の熱分布を精密に確認でき、かつ、断熱性を十分に確保する方法について検討を行った。

促进了以下研究。 （a）使用含电的树脂的方法开发晶格结构，证明了组件曲率的效果：迄今为止，我们一直在开发含电的树脂 - 含量的塑料CFRP。今年，我们进行了Latis结构的几种原型，以建立应用此方法的CFRP晶格结构。含电性树脂的主要特征是即使构成晶格结构的材料弯曲，也可以很容易地产生它。因此，使用弯曲构件的变形被最大化，并且作为假定将来有用的晶格结构，我们专注于飞机机翼的结构。 （b）通过纤维素纳米纤维改善CFRP的影响力并应用于LATIS结构：为了提高CFRP的影响力，首先会改变纤维素纳米纤维的长度和直径以进入碳纤维。正如过去所说的那样，纤维素纳米纤维的长度和直径也与纤维素纳米纤维的分散评估高度相关。因此，使用当前的激光衍射型颗粒分布分析设备评估了纤维素纳米纤维的直径和长度，并获得了用于评估冲击强度的基本数据。 （c）检查储存测量方法和评估方法：为了提高CFRP的热量存储量，不仅是热量存储，而且还需要尽可能多地存储热量。广泛的范围。因此，可以精确确认表面的热分布，并确保检查足够的热绝缘层的方法。

项目成果

Enhancement of impact properties of CFRP by inserting the non-hydrophobized cellulose nanofiber dispersion layer using an aqueous solution of epoxy resin

使用环氧树脂水溶液插入非疏水化纤维素纳米纤维分散层来增强CFRP的冲击性能

• DOI: 10.1080/15376494.2021.1954270
• 发表时间: 2021
• 期刊: Mechanics of Advanced Materials and Structures
• 影响因子: 2.8
• 作者: Katagiri Kazuaki;Okumura Toshihiko;Kawakita Sonomi;Sonomura Hirosuke;Honda Shinya;Sasaki Katsuhiko
• 通讯作者: Sasaki Katsuhiko

MANUFACTURING METHOD OF THE MORPHING WING STRUCTURE FOR UAV BY CFRP WITH APPLYING THE ELECTROFORMED RESIN MOLDING METHOD

碳纤维复合材料电铸树脂成型法制造无人机变形机翼结构的方法

• 发表时间: 2021
• 作者: KATAGIRI KAZUAKI;PARK CHOONG SIK;YAMAGUCHI SHIMPEI;KAWAKITA SONOMI;DAEKWI KIM;HONDA SHINYA;SASAKI KATSUHIKO;TAMAYAMA MASATO
• 通讯作者: TAMAYAMA MASATO

電着樹脂含浸法を用いたCFRPの製造方法と UAV用モーフィング翼の試作

电沉积树脂浸渍法CFRP制造方法及无人机变形机翼样机制作

• 发表时间: 2020
• 作者: 林田 達;坂田 誠一郎;片桐一彰
• 通讯作者: 片桐一彰

Tensile strength of CFRP with curvilinearly arranged carbon fiber along the principal stress direction fabricated by the electrodeposition resin molding

电沉积树脂成型法沿主应力方向曲线排列碳纤维CFRP的拉伸强度

• DOI: 10.1016/j.compositesa.2021.106271
• 发表时间: 2021
• 期刊: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
• 作者: Katagiri Kazuaki;Honda Shinya;Nakaya Shota;Kimura Takahiro;Yamaguchi Shimpei;Sonomura Hirosuke;Ozaki Tomoatsu;Kawakita Sonomi;Takemura Mamoru;Sasaki Katsuhiko
• 通讯作者: Sasaki Katsuhiko

Mechanical properties of the skeletal structure for UAV morphing wing by using CFRP with applying the electrodeposition resin molding method

• DOI: 10.2514/6.2022-0865
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: AIAA SCITECH 2022 Forum
• 作者: K. Katagiri;ChoongHeum Park;Sonomi Kawakita;Daekwi Kim;M. Tamayama;S. Honda;K. Sasaki;Makoto Yamazaki