日産がカーボンパーツの新たな量産化技術を開発 2024-2025年登場の新型車から導入

2020.09.03 自動車ニュース
日産独自の「C-RTM工法」により成形された、CFRP部品の一例。
日産独自の「C-RTM工法」により成形された、CFRP部品の一例。拡大

日産自動車は2020年9月3日、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)部品の新たな量産化技術を開発したと発表した。

今回公開された、CFRP部品成形の作業風景。成形に要する時間は約2分と、車両の量産に対応できる早さにまで短縮された。
今回公開された、CFRP部品成形の作業風景。成形に要する時間は約2分と、車両の量産に対応できる早さにまで短縮された。拡大
これらのCFRP部品は、アルミパーツやハイテン材(高張力鋼板)との複合で用いられ、車両一台あたり約80kgの軽量化を実現するという。
これらのCFRP部品は、アルミパーツやハイテン材(高張力鋼板)との複合で用いられ、車両一台あたり約80kgの軽量化を実現するという。拡大

今回の新技術は、CFRP部品の成形に際して、金型内における炭素繊維への樹脂の含浸の度合いを正確にシミュレーションすることで可能になったもの。これを活用することで、CFRP部品の開発期間を約50%短縮するとともに、C-RTM工法(Compression Resin Transfer Molding。上下2ピースで構成される金型を閉め切らずに、隙間を作った上で樹脂を注入し炭素繊維に含浸させる工法)により、高品質なCFRP部品を成形できるようになったという。成形に要する時間は短縮され、金型を閉め切った状態で樹脂を注入し炭素繊維に含浸させる従来の工法(RTM工法)に対して、約80%短くなっている。

日産によれば、CFRP部品には軽量・高剛性というメリットがある一方で、原料となる炭素繊維が高コストで、かつ成形が難しく、何度も金型を試作する必要があるなど量産化への課題があった。

同社は、金型の試作回数を最少化するため、金型内への温度センサーの設置や透明な金型の採用などにより「金型内の炭素繊維間の隙間を満たす樹脂の流れ」を可視化することに成功。その樹脂の流れから、炭素繊維への樹脂の含浸度合いを高精度にシミュレーションする技術を開発し、解析結果に基づく、高品質なCFRP部品の成形を可能とした。

日産は今後、この技術を実用化し、2024-2025年に登場する新型車から構造部材としてCFRP部品を使用する予定。アルミニウムやハイテン材(高張力鋼板)との複合による車両一台あたりの重量軽減は約80kgで、燃費や操縦安定性のさらなる向上が期待できるという。

(webCG)

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