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» 2020年10月21日 13時00分 公開

材料技術:熱可塑性CFRPとアルミニウム合金を直接接合する、異種材接合技術を開発

日本アビオニクスは、締結部品や接着剤を使用せず、炭素繊維強化熱可塑性樹脂(熱可塑性CFRP)とアルミニウム合金を直接接合する異種材接合技術を開発した。同社の「パルスヒートユニット」で直接接合することで、引張せん断強度30MPaの接合強度を得られる。

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 日本アビオニクスは2020年10月6日、締結部品や接着剤を使用せず、炭素繊維強化熱可塑性樹脂(熱可塑性CFRP)とアルミニウム合金を直接接合する異種材接合技術を開発したと発表した。同社の接合装置「パルスヒートユニット」を用いて直接接合することで、引張せん断強度30MPaの接合強度を得られる。

精密接合機器技術を応用し、高品質な異種材接合を実現

 今回開発した接合工法は、同社が保有する精密接合機器技術を応用。熱可塑性CFRPとアルミニウム合金に同社が考案した表面処理を施し、約5×20mmのエリアをパルスヒートユニットで直接接合する。

接合サンプル 接合サンプル 出典:日本アビオニクス

 パルスヒートユニットは、加圧ヘッドに搭載した小型の金属製ツール(ヒータチップ)に電流を流して抵抗発熱させ、はんだを溶かす装置。接合対象物を事前に設定した温度プロファイルで局所加熱し、精密な加圧をすることで、スポット的に接合できる。温度をヒータチップに取り付けた熱電対でフィードバックし、精密な制御により加熱過多による樹脂の劣化を抑え、高品質な異種材接合を実現する。

「パルスヒートユニット」とシステムヘッド 「パルスヒートユニット」とシステムヘッド(クリックで拡大) 出典:日本アビオニクス

 また、同社が考案した表面処理は、機械的、化学的結合の両方の作用を付与した、薬品などを使用しないドライプロセスとなる。接合エリアを選択的に表面処理でき、接合対象外のエリアへの影響を最小限に抑えられる。

 同社は今後、接合強度、耐久性を高めるために開発を進める。今回の技術を汎用(はんよう)性の高い樹脂材料や他の金属材料にも応用し、適合範囲の拡充を目指す。

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