メルボルンのスウィンバーン工科大学が3Dプリントカーボンファイバー部品の製造に100万ドルを受領

出典：サイアオカーボンファイバーテクノロジー

最近、メルボルンのスウィンバーン工科大学とその研究パートナーは、工業規模で3Dプリント複合材料を生産する350万ドルのプロジェクトに対して100万豪ドルの賞金を受け取ったとみられる。グローバル・イノベーション・リンケージ・プログラムを通じて授与された資金は、スウィンバーンのインダストリー4.0テストラボなどでの軽量複合部品の開発と大規模な3Dプリント生産に使用されます。最終製品は航空宇宙および自動車分野での使用に適したものとなるでしょう。

スウィンバーン工科大学の副学長、アレクサンダル・スービック教授は次のようにコメントしています。「グローバル・イノベーション・プログラム・リンケージ・ファンドは、オーストラリアとドイツのパートナーとの連携を通じて、先進的な製造業におけるインダストリー4.0変革における当大学のリーダーシップを評価しています。」

多層複合 3D プリント<br /> このプロジェクトでは、スウィンバーンチームは最近開発された「マルチレイヤー」と呼ばれるカーボンファイバー 3D プリント方法を適用します。オーストリアを拠点とする専門機械・プラント建設会社 Fill が提供する多層 3D プリントは、連続するテープ層を熱結合して半完成の繊維複合材を製造する仕組みです。これらの機械は既存の成形および射出成形プロセスに統合することもできるため、非常に高い生産性を実現できます。

これらの製品の開発には、複合材製造の専門企業であるクイックステップや、シュトゥットガルト大学が主導する「ARENA2036 - 未来の自動車のための環境研究」プロジェクトなど、オーストラリアおよび世界各国の企業が協力しています。

グローバルな研究活動<br /> この新たな資金提供により、スウィンバーン大学の自動車 3D プリント分野における地位がさらに強化されます。この100万ドルの助成金は、革新的製造共同研究センター（IMCRC）の支援を受ける「リペアボット」プロジェクトの一環として、自動車の自動3Dプリント修理サービスを開発するために大学に授与された126万4695ドルの助成金に続くものである。

「業界や研究パートナーと協力して、スウィンバーンの複合材3Dプリント向けインダストリー4.0テストラボを設計・開発することは、2年前に設立された製造未来研究所の主要戦略の1つでした」と、製造未来研究所の所長であり、複合材イニシアチブの研究担当次期所長であるブロンウィン・フォックス教授は述べています。「当社の国際的な産業ネットワーキング研究ネットワークにより、オーストラリアの先進的な製造業者に新たなグローバルなビジネスチャンスを創出することができます。」

スウィンバーン大学製造業未来研究所所長のブロンウィン・フォックス教授とシュトゥットガルト大学の ARENA2036 チーム。炭素繊維はロケット、衛星、ミサイル、戦闘機、船舶など最先端の兵器に欠かせない戦略基礎材料であることが分かっています。戦略ミサイルの本体とエンジンケースに炭素繊維複合材料を適用すると、重量が大幅に軽減され、ミサイルの射程距離と攻撃能力が向上します。たとえば、1980年代に米国が開発した大陸間ミサイルの3段ケースには、すべて炭素繊維とエポキシ樹脂の複合材料が使用されていました。

炭素繊維複合材料は、新世代の戦闘機にも広く使用され始めています。例えば、米国の第4世代戦闘機F22は約24％の炭素繊維複合材料を使用しており、この戦闘機に極超音速巡航、視界外戦闘、高い機動性、ステルス性などの特徴を与えています。米ボーイング社は、新世代の高速ワイドボディ旅客機「ソニック・クルーザー」を発売した。翼を含め、構造部品の約60％が強化炭素繊維プラスチック複合材料で作られる。

中国が独自に開発した炭素繊維複合ブレーキプリフォームの性能は国際基準に達している。このプレファブリケーション部品技術を用いて生産された国産カーボンおよびカーボンブレーキディスクは量産され、防衛軍用機の主要機種やB757民間機に採用されている。他の機種への採用も試験評価中で、今後は戦車、高速鉄道、高級車、レーシングカーなどへの採用を推進していく。

カーボンファイバーはアルミニウムよりも軽量ですが、強度は同等です。炭素繊維は船舶においても重要な応用価値を持ち、船舶の構造重量を軽減し、船舶の積載量を増加させ、戦闘物資の輸送能力を向上させることができます。炭素繊維には腐食や錆の問題がありません。炭素繊維材料の使用により構造の重量を大幅に軽減できるため、燃費効率を大幅に向上させることができます。炭素繊維とプラスチックの複合材料で作られた航空機、衛星、ロケット、その他の宇宙船は、騒音が少なく、質量が小さいため消費電力が少なく、多くの燃料を節約できます。宇宙船の質量が1kg減るごとに、打ち上げロケットの重量は500kg減ると報告されています。

炭素繊維は、大型民間航空機、自動車、高速鉄道など現代の輸送車両の「軽量化」を実現するのに最適な素材でもあります。航空用途における炭素繊維の需要は増加しています。新世代の大型民間航空機であるエアバス A380 とボーイング 787 では、約 50% の炭素繊維複合材料が使用されています。ボーイング777型機は、重要構造材と呼ばれる水平・垂直尾翼や横梁などの構造材に炭素繊維を使用しているため、品質要求は極めて厳しい。ボーイング787は胴体にもカーボンファイバーを使用しており、これにより航空機の飛行速度が上がり、燃料消費量が少なくなるとともに、客室内の湿度が高まり、乗客の快適性も向上します。エアバスも自社の航空機に炭素繊維を多用しており、新型旅客機A380にも炭素繊維が広く使用される予定です。これにより、航空機の構造重量が 20% 軽減され、同様の航空機と比較して燃料が 20% 節約され、運用コストと二酸化炭素排出量が大幅に削減されます。

出典：サイアオカーボンファイバーテクノロジー

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