1. HOME
  2. 業界ニュースTOP
  3. 炭素繊維を超える強度のCNFとポリアミド複合材料を開発 - 旭化成

炭素繊維を超える強度のCNFとポリアミド複合材料を開発 - 旭化成

CNFコンポジット3DP材料

旭化成は、再生可能な植物由来のセルロースナノファイバー(以下、CNF)と高耐熱性を持つポリアミドを複合化した新素材を開発した。この革新的な複合材料は、炭素繊維に匹敵する、あるいはそれ以上の強度を持ち、自動車や航空宇宙、電子機器など多くの産業分野での応用が期待される。また、バイオ原料の使用と3Dプリンター技術の活用により、部品の軽量化と材料削減を実現し、環境負荷の低減にも大きく貢献する。(上部画像は「CNFコンポジット3DP材料」出典:旭化成)

特徴と利点、製造プロセス

今回の旭化成のCNFとポリアミド複合材料は、いくつかの顕著な特徴と利点を持つ。まず、CNFの強度とポリアミドの耐熱性が組み合わさることで、極めて高い機械的特性と耐熱性を実現。この結果、200℃以上の高温環境でも安定した性能を発揮する。さらに、軽量でありながら高い強度を保持しており、製品の軽量化が求められる分野に最適である。

製造プロセスとしては、いくつかの重要なステップを経て行われる。まず、CNFをポリアミド樹脂に均一に分散させる工程があり、これには特殊な分散技術が使用される。次に、分散されたCNFをポリアミド樹脂と混練し、高温高圧の押出成形機を用いて均一な複合材料を形成する。成形後の複合材料は、射出成形や圧縮成形などの方法で最終製品に加工される。最後に、成形後の製品に対して必要に応じて熱処理や機械加工を施し、最終的な性能を確保する。

応用分野、環境負荷低減、炭素繊維を超える性能

また、その優れた特性により、さまざまな産業分野での応用が期待されている。まず、自動車産業では、軽量で高強度な部品が求められるため、エンジン部品や構造部材としての利用が進んでいて、電子機器分野では、耐熱性が重要視される内部部品やケースに使用され、製品の信頼性と耐久性を向上させる。建築資材としても、軽量で強度が高いため、構造材や外装材としての利用。航空宇宙分野では、機体の軽量化が重要な課題であり、この複合材料が機体部品や内部構造材として貢献することが期待されている。

CNFナノコンポジット3DP材料は、比強度・比剛性、外観に優れるため、構造部材からインテリアパーツまで自動車のあらゆる部位で活用可能。
CNFナノコンポジット3DP材料は、比強度・比剛性、外観に優れるため、構造部材からインテリアパーツまで自動車のあらゆる部位で活用可能。(出典:旭化成)

さらに、バイオ原料の活用と3Dプリンター技術の組み合わせにより、環境負荷の低減に大きく貢献している。CNFは、再生可能な植物資源から得られるため、持続可能な素材であり、カーボンフットプリントの削減に寄与する。3Dプリンター技術を使用することで、部品の軽量化と材料の効率的な利用が可能となり、製造過程での廃棄物を大幅に削減することができる。

そして、その強度において炭素繊維を超える性能を示している。CNFは、ナノスケールの構造により非常に高い引張強度と剛性を持っており、これをポリアミドと組み合わせることで、炭素繊維と同等以上の強度を持つ複合材料が実現している。炭素繊維と比較しても、製造コストが低く、環境負荷の少ない素材として注目されている。

旭化成の関連記事

今回のニュースに関連するものとして、これまでShareLab NEWSが発表してきた記事の中から2つピックアップして紹介する。ぜひあわせてご覧いただきたい。

国内外の3DプリンターおよびAM(アディティブマニュファクチャリング)に関するニュースや最新事例などの情報発信を行っている日本最大級のバーティカルメディアの編集部。

資料ダウンロード 3Dプリンティング国内最新動向レポート

サイト内検索

関連記事


Warning: call_user_func_array() expects parameter 1 to be a valid callback, function 'render_load_icon_html_after_footer' not found or invalid function name in /home/xs520442/sharelab.jp/public_html/news/wp-includes/class-wp-hook.php on line 303