カーボンファイバーの加工方法

カーボンファイバーは、原料を高温処理し炭化させて作ります。異なる環境下で何度も加熱を行いますが、原料や加熱方法の違いによってカーボンファイバーとしての特性も違ってきます。大変に強度の高いカーボンファイバーですが、表面にキズがつくと切断しやすくなるために、複合材料の強化材料として使用されることがほとんどです。

カーボンファイバーと樹脂を組み合わせて作るCFRPは、自動車・航空機・建築物の構造材としても用いられますし、炭素などとの複合材料であるC/Cコンポジットは、航空機のブレーキやロケットのノズルに使用されています。CFRPのようなカーボンファイバーを使った複合材は、鉄やステンレスと同じように機械加工を施して目的に形状にすることができます。

機械加工をする時は、工具が長持ちするように超硬やダイヤモンドを使い適切にメンテナンスをしなくては、思う通りの加工をすることができません。また、実際に加工をする時は、カーボンファイバーの向きなどにも注意して作業をしないと、効率的に可能をするのが難しくなります。金属と同じように加工を行いカーボンファイバーを切断したことで材料に歪みが生じたり、強度が低下してしまうこともあるのです。

そのため、他の材料の加工の経験が豊富でも、カーボンファイバーを使った材料についての知識や経験がないと要求される内容の加工ができないこともあります。

さらに、カーボンファイバーは加工中に、粉塵などが発生しますので、人体や設備に障害が出ないように配慮する必要もあります。粉塵が人体に悪い影響を与えるのを防止するために、めがねやマスクを着用することは当然ですし、設備に障害・感電が起こらないように作業場所を清潔に保つようにしなくてはなりません。

このように各分野で広く普及したカーボンファイバーを用いた材料は、さまざまな加工をすることが可能ですが、カーボンファイバーの性質を理解した上で扱わないと、本来の特性をいかすことができないのです。

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