ATL時代の準備

ATL(Automated Tape Laying=自動テープ積層)あるいは、ATP(Automated Tape Placement=自動テープ配置)という言葉は最近聞かれる機会が多くなってきたのではないでしょうか?

こちらのブログにたどり着かれて、量産コンポジットを研究開発されてい方なら、説明するまでもないと思いますが、「なんだそれ?」と思われた方は、量産コンポジット技術では、少し重要な部分なのでお付き合いください。

ATP、ATLのこのAの部分が現代の量産モノづくりとのインターフェイスになる重要な部分です。これまでのCFRPモノづくりと決定的に違う部分は「Automated」か「職人の技」かです。

これまでも、CAD設計は当たり前。CAEで解析して、その形状を金型に反映して、その材料配向に従って、カッティングプロッターにより正確にカットされたプリプレグを金型に配置し、オートクレーブ(加熱加圧釜)で、あるいは熱プレスで成形し、バリをとって仕上げる。これが現代のCFRPの成形プロセスです。少し前なら、カッティングプロッターではなく、型紙にあわせてハサミかカッターで材料を切り、プリプレグではなく樹脂も合わせてハンドレイアップ成形する「職人の技」です。現在もアフターマーケット商品であれば、設備コストが小さいので「多品種少量生産」に向いたハンドレイアップ成形が市場要求の数量と生産数量を調整すれば、この「職人の技」が喜ばれます。

 

BMWがiシリーズをデビューさせた頃は、炭素繊維を織物にして、金型内にプリフォーム加工したカーボンファイバーを金型にインサートし、高圧で樹脂と硬化剤をぶつけ化学反応を安定させた効果速度の速い液体状のレジン(エポキシ樹脂)を金型に流し込むHP-RTM成形が、人の手がかからず、自動車業界のモノづくりに適合していると、本命視していましたが、BMWの想定ほど「CFの量産による材料価格のコストダウン」が図れなかったこともあり、HP-RTMは大衆車には使われず、高級車種の天井やボンネットに横展開がなされています。日本車でもレクサスやGazoo Racingには、同様の採用が広がっています。 

 

さて、ATP、ATLです。本来は航空機部品を「人間以上に正確に、安定的に、休みなくずっとプログラムに従って積層させる」ために開発された技術です。レイアップの成形速度は速くなり、ロボットの先端にある成形のために必要なユニットは小型化され、高速化が進んで…そろそろ、自動車の製造現場で働いている仲間(溶接やら組み立てをしているロボット)と近いスピードで仕事ができるようになってきています。

近年のATPの考え方は、CFの引張強度を最大限に生かして、できるだけ少ないCF量(=炭素繊維の価格が下がらないので)で効果的に金属プレス製品や、樹脂部品を強化する方向で動いています。スポーツ・アスリートが、けがの防止や、傷んでしまった部位に負担をかけないようにする「テーピング」のような考え方です。ほとんどの場合はCFUDの薄物(開繊)テープを使い、「効果的な部分に貼りこむ」というニュアンスの溶着や接着接合が開発されています。マトリックス樹脂は、個々の成形品によって異なり、熱可塑性CFRTPテープ、熱硬化性(エポキシ)プリプレグテープを、必要な位置に積み重ね、硬化させて定着させる手法がとられます。

 

JCM日本複合材マーケットは、国内外のCFUDテープをお客様のニーズに合わせて、材料をご提案し、巻き芯の大きさ、テープ長さ、テープ幅を整えた、テイラードマテリアルとして、UDテープをご提供しています。

また、すでにいくつかのCFUDテープが、お手元にあって、どうやってATP用のテープにすればよいかお悩みの方にも、スリット加工作業だけの受注も承っています。

まずは、テーピング用のテープから準備しましょう。

http://www.fukugouzai.com/prepreg-tape/index.html

 

JCM日本複合材マーケットの仕事

(株)日本複合材は2004年創業の工業デザイン事務所 (株)マジックボックスJPが2008年より運営している材料販売サイト「JCM日本複合材マーケット」www.fukugouzai.com  の運用10周年を機に分社独立させた会社です。

商材は、カーボンファイバーを中心とした、繊維、織物、組物、プリプレグ等の中間材料、最近ではオリジナルプリプレグ製作用の樹脂フィルム、CFRTP用の樹脂ペレット等を販売しいます。

 

商品ソースの多くは、日本国内ではなく海外メーカー、サプライヤーが中心です。外国製品と言っても、基となる炭素繊維は、東レ三菱ケミカル東邦テナックスの糸が多く、日本の炭素繊維メーカーが正規に輸出した糸を、海外(CFRP製品を量産している地域の)中間材料メーカーが商品化したものを、独自のルートで輸入し、販売しています。

あえてコスト重視でというリクエストには、FORMOSA(台湾プラ)Dow Aksa(トルコ)の糸や、中国の糸で生産された中間財も手配は可能です。

 

なぜ、日本複合材の商材が、外国製品中心になるか?

弊社は、上記にもありますように、もともと工業デザイン事務所です。材料の技術開発、成形技術の開発案件をユーザー企業側に立って案内することが主務となっており、お客様が私どものような事務所にコンサルティングを依頼される場合は、ほとんどが量産案件とその基礎的な研究開発となります。

日本国内でCFRPの量産は、これまでほとんど行われておらず、試作開発でも近隣のアジア圏で行ってきました。その「量産に向けた試作開発」の段階で、現地の協力者から紹介を受けて、いろんな中間材料メーカーと知り合い、成形工場と交流を持つことで、JCM日本複合材マーケットの商材は拡大し、小規模ながら確実に、量産対応できるサプライチェーンを形成してきました。

www.magicbox.jp

 

 

刀を研ぐ時

COVID-19の影響で、3月上旬のJEC WORLDに行けなくなって以降、世界各地でロックダウンや緊急事態宣言が出され、身動きがとりにくい時代です。世界中でSYAY HOMEと言っていますから、こういう時は他人とは会わず、自身やその内面と向かい合う時かなと思います。弊社の場合、コンポジット・デザイン事務所として、これまで進めてきた国をまたぐプロジェクトは幸いなことにリモートワークで事足りていて、現地のエージェントが情報やモノを逐一送ってくれます。人の移動は制限されていても、注文した商品は、それほどの遅延なく行き来していますので、問題ではありません

 

世界的なSTAY HOMEの時って、貴重な時間だと思います。私のこれまでの人生の時間ではなかったことですし、歴史的にもなかったことのようなので、その過ごし方で大きな違いが出てくるのではないと考えます。特に先端複合材料技術、高強度軽量構造体の成形技術は、これまでの10年間でも、ものすごいスピードで進化しているフィールドなので、JEC WORLDのような「世界的な先端材料技術の情報交換の場」が、1年以上クローズになるとしたら、どうなるでしょうか?人の行き来が少なくても、ローカルで個々の開発は進みます。

樹脂を開発している人、繊維を開発している人、成形プロセスを考えている人、軽量構造体の応用開発を進めている人…。コンポジットに係わるいろんな業種の人たちが、個々に研究していて、その成果をなかなか知らせることが無いとしたら、来年開催されるであろうJEC WORLDは、とんでもなく面白い(興味深い)展示会になるのではないでしょうか?

 

振り返って、私の場合、本来はJEC WORLDで、ある「驚きのコンポジット成形品」を準備しておられた会社と「自動車業界向け量産にはコレ」という材料メーカーさんと一緒に行動する予定だったのですが、その出品物はお蔵入りになり、発表せずに開発が続きます。そんな「アッと驚かせる自信あったのになぁ…」と思っている出展者は我々だけではないでしょう。今回、見ることが無かったライバル(仲間?)たちの最新作も気になりますが、そんなことよりも、自ら取り組んでいるプロジェクトの完成度を高めることに集中しましょう。

今はきっと、「いざ鎌倉!」に備えて、刀を研いでおく時なのだと思います。

 

OGK Kabuto RT33-R

JCM日本複合材マーケットの姉妹サイトに「MOTO-MORKS.JP」というスポーツモーターサイクル用アフターマーケットパーツを主に海外向けに紹介しているサイトがあります。日本製(日本ブランド)のオートバイが世界中で愛され、MOTO-GPレースでも、各メーカーしのぎを削っていることは、説明するまでもないと思いますが、JCM日本複合材マーケットの代表者(つまり私)は、モーターサイクルレーシングパーツの製作、特にレーシングボディーワークのメーカーに在籍していたことがきっかけで複合材料と出会いました。商品企画、デザイン、製品ごとの協力工場の管理、さらにキャリアの後半では国際レーシングチームの部品供給と海外向けホームページの製作などの経験が、複合材料販売のJCM、オートバイ部品販売のMOTO-WORKS.JPにつながりました。

 

さて、MFJ規格をパスしているヘルメットは、FIM国際レーシング規格をパスしているので、世界中のレーストラックで競技用に使用できます。

オートバイの乗車用ヘルメットのシェルは、単に「硬い」とか「軽い」だけではダメで、衝撃吸収や首周りへの負担低減などを考慮しなくてはりません。積層構成や積層材の種類など複合材料ノウハウのカタマリです。

こちらのOGK Kabuto RT33-Rは、リーズナブルな価格で「3K綾織フルカーボン外装」シェルを採用している見た目にもうっとりするようなヘルメットです。

おひとついかがですか?

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http://www.ogkkabuto.co.jp/motorcycle/products/fullface/rt33/rt-33r_mips.html

 

JEC WORLD 2020は延期になりました。

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JEC WORLD 2020 は、5月12日~14日に延期になったとアナウンスがありました。

また、上記の事を受け、SAMPE JAPANコンポジット委員会も6月上旬(期日未定)に延期されることになりました。

 

 

 

どうなる? JEC WORLD 2020

2月23日現在でも、新型コロナウイルスの拡散は続いていて、国内だけでなく、世界各地の展示会やイベントが中止されていますが、JEC WORLD2020は主催者が開催を宣言しています。私どものクライアント様も先週の会議で「JEC WORLDへの出張は承認されました」とのことですし、こんなことになるとは想定せず、早い時期からキャンセルのできない飛行機チケットと、キャンセルできないホテルをとってしまっているので、「こういう時は、家でジッとしときます。」という選択肢が私にはありません(笑)

とはいえ私どもの取引先様では「会社の方針で、海外出張は取りやめになりました」と仰る方が、何人か聞いていて、どんな展示会になるのか、いろんな意味で楽しみです。

 

さて、そんなJEC WORLD 20202に「行くつもりだったけど、行けなくなった」方や、もととも行く予定はなかったけど、世界最大の最新のコンポジットショーはどんな様子だったか知りたかったなぁ。という向きにお知らせがあります。

SAMPE JAPAN コンポジット委員会第70回研究会

が下記の内容で行われます。

JEC WORLDから3週間後のホットなタイミングで、JEC WORLDの報告会が行なわれます。

JECイノベーション・アウォード審査員の金沢工業大学ICC所長の鵜澤先生、熱可塑複合材料の第一人者の福井大学の山根先生、量産コンポジットを実現させるデジタルマニュファクチャリングを推進しているKADOの倉谷社長が、それぞれの切り口で、今年のJEC WORLDのトレンドを語ってくださいます。

後半のパネルディスカッションでは、私も含めたSAMPE JAPANコンポジット委員が、聴講者も含めて、ワイワイガヤガヤと最新のコンポジットものづくりについて話し合いたいと思います。

 

日時:2020年3月27日(金)13時00分~19時00分
場所:同志社大学今出川校地(室町キャンパス)寒梅館 ハーディーホール
  〒602-0023 京都市上京区烏丸上立売下ル
申込み:準備の都合上、3月16日(月)までに、お申し込みください。
申込み先:SAMPE Japan コンポジット委員会事務局
(FAX:0773-62-8939 E-Mail:sinohara@maizuru-ct.ac.jp)
参加費:会員 \8,000、非会員 \12,000
お支払方法:研究会当日、受付にて現金でお支払いお願いします。

【プログラム】
1.「産業用ドローンと空飛ぶ車の技術動向、複合材料に期待する技術」
 (株)プロドローン 菅木 紀代一
2.「JEC world (Paris) 2020の報告1」
 金沢工業大学 鵜澤 潔
3.「JEC world (Paris) 2020の報告2」
 福井大学 山根 正睦
4.「JEC world (Paris) 2020の報告3」
  (株)KADO 倉谷 泰成
5.パネルディスカッション「JEC World 2020から見る最新の技術トレンドと日本はこれからどうするべきか」
6.情報・名刺交換会 寒梅館 1階 Hamac de Paralid(アマーク・ド・パラディ)

 詳細については、下記のSAMPE JAPAN HPをご覧下さい。

https://www.sampejapan.gr.jp/japanese_site.html

 

2020 JCMの市場予測

2020年になりました。

本当は、昨年のうちにJCM日本複合材マーケットのホームページの改修を行いたかったのですが、昨年の後半は多忙を極めたため、構想を温めていたプロジェクトは、ぜんぜんアウトプットすることができませんでした。IPROSの担当者さんからも、アドバイスをいただいていたにも関わらず、IPROS向けの資料も形にできずお叱りをいただいています。昨年IPROSにアップロードした「CFRP/CFRTPの成形技術」というファイルは、大変好評で、多くの方からダウンロードいただいています。

 本当はそれを超えるようなCFRPの量産技術に関する情報、資料は手元にありますので、今年は次々に紹介していきたいと思います。

 さて、今回のタイトルは「2020市場予測」です。普通に考えると「楽観できる」と思います。

これまで金属材料しか使ったことがない企業が、一度CFRPを使ってしまったら、あとは「どのようにコストダウンできるか」という話になります。CFRP機械的特性を知ってしまい、顧客の要求項目(軽量化)を目の前に突き付けられたら、エンジニアは「CFRPは無いね」とは言えなくなります。その時点で、試作開発や成形トライアルがあっちこっちで始まるので、CFRP需要は拡大します。すでに開発作業や少量生産を請け負う成形工場は2~3か月待ちの状態です。すぐには試作品すらも作れない状態です。では、何を作っているのでしょう?日本ではまだ、多くの場合が設計の基となる試験片や平板が多く、立体成形の例はまだ少ないとおもいます。その先には何があるのでしょうか?電気自動車向けの成形トライは、日本ではほぼ行われていません。インハウスの試作工場ではいろいろとやっているかもしれませんが、JCMにお問い合わせいただくお客様の動向を見れば、「空を飛ぶモノ」です。

現在の日本で製造販売されている産業用大型ドローンはほとんどの場合がエポキシコンポジットのCFRPが大半を占めますが、大型ドローンは爆発的に需要が拡大しています。大型ドローンと言ってもその姿はイロイロで、必ずしもマルチコプターとは限りません。経産省国土交通省がタッグを組んで推している「空飛ぶクルマ」も実現に向けて動いている案件がいくつかあります。

「まさか?空飛ぶクルマで自由に飛び回る時代が来るとは思わない」という向きは、「キロ単価1000円を切るカーボンファイバー」を自動車向きに、いつまでも探していてください。それよりも先に「空飛ぶモノ」は、自動車と違って「鉄でも良いじゃないか」とは言えず、軽量高強度部材しか選択肢はありません。

5G通信の時代になって、どんなものが商品として期待されているでしょう?

多くの場合、空あるいは空中を見ているものだと思います。JCMはそう考えます。

今年はそのつもりで商品構成を調整していきます。お楽しみに!