Munehisa Matsui

Combined Effect of DLC-Si Coating and Polymer-containing Oilon Lubrication Performance in Cold Forming of Steel

スに導入したが,本実験では金型が室温で材料の温度低下 が速く,成形後の強度を上げる効果は明確に現れなかった. しかし,プレス初期の金型温度を樹脂溶融温度に近づけて, プレス後 20s 程度で樹脂の固化温度まで下げる温度制御を 行った場合には,荷重保持が強度向上をもたらすことを他 の実験結果で得ており 10),11),適切な金型温度制御を行えば, 荷重保持制御が効果を生み出し,今回得られた強度よりも 高い強度を得ることができると考えている.プレス成形に おける荷重保持時間が 20s 程度かかっても,材料の供給と 搬出の時間を合わせた成形サイクルを 1 分以内にすること は可能であると考える. 5. 2 接合 熱可塑性 CFRP のプレス成形後,局部的に加熱して樹脂 を溶融させ,接合させることは,その部分を金型内で加熱 溶融させ,その後冷却しながら加圧することを意味してお り,冷却過程における加圧条件をプレス成形時の条件と同 じにすれば,プレス成形後の強度と同様なものを得ること ができると考えられる. 5. 3 衝撃吸収特性 落錘衝撃試験において,一定荷重を保持しながら,先端 部から徐々に崩壊しており,良好な衝撃吸収性能を示して いる.厚さ 1mm シート 3 層で作成したビームでは圧潰荷 重が約 100kN で,荷重をビーム断面積で割った圧潰応力は 約 50MPa である.590MPa 級の高張力鋼板のハット形部材 の圧潰応力は 120MPa 程度であり 12),これと比較すると, 鋼材の 2.5 倍の厚さで熱可塑性 CFRP のビームを作成すれ ば同じ圧潰荷重となり,CFRP の比重が 1.5 であることから, ビームの質量は 2 分の 1 となる.また鋼材の圧潰では,潰 された鋼材が残り,圧潰ストロークが限られるのに対し, CFRP では,ビームの全長を活用することができる. 6. 結 言 熱可塑性 CFRP 成形品の生産プロセスの一例として,フ ロントサイドメンバをモデルとした成形品のプレス成形を 行い,成形後の強度を調べるとともに,プレスを活用して 閉断面ビームを作成し,落錘衝撃試験を行って,衝撃吸収 特性を評価した.これら一連の過程で考慮すべき問題を取 り上げ,一定の改善策について考察した.熱可塑性 CFRP は加熱と加圧・冷却によって,変形加工や接合を行うこと ができ,生産サイクルも短時間で行えるので,軽量高強度 部材の将来の量産プロセスとして期待されるものであり, 今後のさらなる知見の集積や取組みが重要である. 本研究は,平成 24 年度~27 年度国立研究開発法人科学 技術振興機構 研究成果支援最適展開プログラム(課題番 号 AS2415033K)として進めたものである. 本研究に協力した金沢大学院生の日根野翔治君,木村理 紀君および塩崎佳祐君に感謝する.