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接着剤なしで炭素繊維と合金を接合 東北大学などが開発

東北大学と航空機向け内装品を手掛けるジャムコなどの研究グループは、接着剤なしで炭素繊維強化プラスチック(CFRP)とチタン合金を接合する手法を開発した。硬化前のCFRPの薄い膜を間にはさみ熱と圧力をかけると、接着剤と同等以上の強度になった。ボルトなどによる接合が必要なくなり、手間やコストの削減につながる。

研究グループは熱で硬化する前のCFRPの薄膜をCFRPとチタン合金間に挟み、セ氏180度前後で約4気圧の圧力をかけて押し固めた。挟み込んだCFRPが接着剤の代わりになり接合できた。

3次元(3D)プリンターでチタン合金に凹凸をつくり、CFRP中の炭素繊維が絡むよう工夫した。凹凸のないチタン合金にCFRPを熱と圧力をかけて接着した場合と比べて、接着の強度は64%向上したという。

航空機の燃費の向上には機体の軽量化が欠かせない。軽くて丈夫なCFRPが注目されるが衝撃に弱いため、金属材料との接合が必要だ。現在は穴を開けボルトを締めるなどの作業が必要で手間もかかり、コストがかさむ要因になっている。

研究グループは異種材料をつなぐ様々な分野に応用できるとみており、5年をメドに企業との研究を通じて接合技術の実用化を目指す。

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