コンポジットとは？

複合材料は、物理的および/または化学的特性が著しく異なる2つ以上の構成材料から作られた工学的材料であり、完成した構造内で巨視的レベルでは分離されたままですが、組み合わせると構成材料とは異なる複合材料になります。複合材料の製造における目標は、その構成要素よりも優れており、各構成要素の望ましい機能を組み合わせた製品を得ることです。例えば;強度、軽量、または低価格が、複合材料の設計と製造の動機となる可能性があります。複合材の一般的なタイプは、粒子強化複合材、セラミックマトリックス/ポリマーマトリックス/金属マトリックス/カーボン-カーボン/ハイブリッド複合材を含む繊維強化複合材、構造および積層およびサンドイッチ構造複合材およびナノ複合材です。複合材料の製造に採用されている一般的な製造技術は、引抜成形、プリプレグ製造プロセス、高度な繊維配置、フィラメントワインディング、調整された繊維配置、グラスファイバー スプレー レイアップ プロセス、タフティング、ランキシド プロセス、Z ピン留めです。多くの複合材料は 2 つの相で構成されています。マトリックスは連続しており、もう一方の相を取り囲んでいます。そして、マトリックスに囲まれた分散相。

 

今日使用されている一般的な複合材料

FRP とも呼ばれる繊維強化ポリマーには、木材 (リグニンとヘミセルロース マトリックス内のセルロース繊維を含む)、炭素繊維強化プラスチック (CFRP)、およびガラス強化プラスチック (GRP) が含まれます。マトリックスで分類すると、熱可塑性複合材料、短繊維熱可塑性樹脂、長繊維熱可塑性樹脂、または長繊維強化熱可塑性樹脂があります。多数の熱硬化性複合材料がありますが、高度なシステムでは通常、エポキシ樹脂マトリックスにアラミド繊維と炭素繊維が組み込まれています。

 

形状記憶ポリマー複合材は、繊維または布地の強化材と形状記憶ポリマー樹脂をマトリックスとして配合した高性能複合材です。形状記憶ポリマー樹脂がマトリックスとして使用されているため、これらの複合材料は、活性化温度以上に加熱するとさまざまな構成に容易に操作でき、低温では高い強度と剛性を示します。また、材料特性を失うことなく、繰り返し再加熱して再成形することもできます。これらの複合材料は、軽量、剛性、展開可能な構造などのアプリケーションに最適です。迅速な製造;そして動的強化。

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複合材料は、金属マトリックス複合材料 (MMC) のように、他の金属を補強する金属繊維を使用することもできます。マグネシウムは、エポキシと同様の機械的特性を持っているため、MMC でよく使用されます。マグネシウムの利点は、宇宙空間で分解されないことです。セラミックマトリックス複合材には、骨（コラーゲン繊維で強化されたハイドロキシアパタイト）、サーメット（セラミックと金属）、およびコンクリートが含まれます。セラミック マトリックス複合材料は、強度ではなく、主に靭性のために構築されています。有機マトリックス/セラミック骨材複合材には、アスファルト コンクリート、マスチック アスファルト、マスチック ローラー ハイブリッド、歯科用複合材、マザー オブ パール、およびシンタクティック フォームが含まれます。チョバム アーマーと呼ばれる特殊なタイプの複合アーマーが軍事用途に使用されます。

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さらに、熱可塑性複合材料は、特定の金属粉末を配合して、2 g/cm³ から 11 g/cm³ の密度範囲の材料にすることができます。このタイプの高密度材料の最も一般的な名前は高重力化合物 (HGC) ですが、鉛の交換も使用されます。これらの材料は、アルミニウム、ステンレス鋼、真ちゅう、青銅、銅、鉛、さらにはタングステンなどの従来の材料の代わりに、重み付け、バランス調整 (たとえば、テニス ラケットの重心を変更する)、放射線遮蔽用途に使用できます。 、振動減衰。高密度複合材料は、特定の材料が危険であると見なされて禁止されている場合 (鉛など)、または二次的な操作コスト (機械加工、仕上げ、コーティングなど) が考慮される場合、経済的に実行可能なオプションです。

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加工木材には、合板、配向性ストランド ボード、プラスチック木材複合材 (ポリエチレン マトリックス中の再生木材繊維)、プラスチック含浸紙またはラミネート紙または織物、Arborite、Formica、Micarta などのさまざまな製品が含まれます。 Mallite などのその他の設計された積層複合材料は、軽合金または GRP の表面スキンに結合されたエンドグレイン バルサ材の中心コアを使用します。これらは、軽量でありながら剛性の高い材料を生成します。

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複合材料の応用例

コストが高いにもかかわらず、複合材料は、軽量でありながら過酷な負荷条件に耐えられる強度を必要とする高性能製品で人気を博しています。アプリケーションの例としては、航空宇宙部品 (尾翼、翼、機体、プロペラ)、ロケットと宇宙船、ボートとスカルの船体、自転車のフレーム、ソーラー パネル基板、家具、レーシング カーのボディ、釣り竿、貯蔵タンク、テニス ラケットなどのスポーツ用品があります。そして野球のバット。複合材料は、整形外科手術でもますます普及しています。

 

コンポジット分野における当社のサービス

• 複合材料の設計と開発

• 複合キットの設計と開発

• 複合材料工学

• 複合材料製造のためのプロセス開発

• ツーリングの設計と開発とサポート

• 材料と設備のサポート

• 複合材料の試験と品質管理

• 認証

• 業界資料提出のための独立した認定データ生成

• 複合材料のリバース エンジニアリング

• 障害分析と根本原因

• 訴訟サポート

• トレーニング

 

設計サービス

当社の設計エンジニアは、ハンド スケッチから完全なリアルな 3D レンダリングまで、さまざまな業界標準の設計技術を利用して、複合設計の概念をお客様に伝えます。デザインのあらゆる側面をカバーし、複合材料から構築されたアプリケーションの概念設計、製図、レンダリング、デジタル化、および最適化サービスを提供します。お客様のニーズを満たすために、最先端の 2D および 3D ソフトウェアを使用しています。複合材料は、構造工学への新しいアプローチを提供します。スマートで効率的なエンジニアリングにより、複合材が製品開発にもたらす価値を劇的に高めることができます。私たちはさまざまな業界の専門知識を持っており、必要とされる構造、熱、防火、外観などの性能を問わず、複合製品の性能要件を理解しています。クライアントから提供された、または当社が作成したジオメトリに基づいて、複合構造の構造解析、熱解析、およびプロセス解析を含む、エンジニアリング サービスの完全なセットを提供します。構造効率と製造の容易さを両立させた設計が可能です。当社のエンジニアは、3D CAD、複合材料解析、有限要素解析、フロー シミュレーション、独自のソフトウェアなど、最先端の解析ツールを利用しています。機械設計エンジニア、材料スペシャリスト、インダストリアル デザイナーなど、さまざまなバックグラウンドを持つエンジニアがお互いの仕事を補完しています。これにより、困難なプロジェクトに着手し、クライアントが設定したレベルと限界まで、そのすべてのフェーズに取り組むことが可能になります。

 

製造支援

設計は、製品を市場に投入するプロセスの 1 つのステップにすぎません。競争力を維持するには、効率的な製造を利用する必要があります。プロジェクトとリソースを管理し、お客様の特定のニーズに合わせて、製造戦略、材料要件、作業指示、および工場のセットアップを開発します。 AGS-TECH Inc. での複合材製造の経験 (http://www.agstech.net）実用的な製造ソリューションを保証できます。当社のプロセス サポートには、接触成形、真空注入、RTM-light などの複合材製造方法に基づく、特定の複合部品または生産ライン全体またはプラント全体の複合材製造プロセスの開発、トレーニング、実装が含まれます。

キット開発

一部のお客様にとって実行可能なオプションは、キット開発です。複合材キットは、必要に応じて成形され、金型の指定された場所に正確に収まるように番号が付けられた、事前にカットされた部品で構成されています。キットは、シートから CNC ルーティングで作成された 3D 形状まで、すべてで構成できます。重量、コスト、品質、形状、製造プロセス、レイアップ シーケンスに関するお客様の要件に基づいてキットを設計します。オンサイトでのフラット シートの成形と切断をなくすことで、レディ キットは製造時間を短縮し、人件費と材料費を節約できます。簡単な組み立てと正確なフィットにより、短時間で一貫して高品質を実現できます。明確に定義されたキット プロセスを実装することで、競争力のある製品、サービスを提供し、試作品や生産工程に迅速なターンアラウンド タイムを提供できます。シーケンスのどの部分を管理し、どの部分を当社が管理するかをお客様が定義し、それに応じてキットを設計および開発します。コンポジットのキットには、次の利点があります。

• 金型内のコアのレイアップ時間を短縮

• 重量アップ（軽量化）、コスト・品質性能の向上

• 表面品質の向上

• 廃棄物処理を最小限に抑えます

• 資材在庫を削減

 

複合材料の試験と品質管理

残念ながら、複合材料の特性は、ハンドブックでは容易に入手できません。他の材料とは異なり、複合材料の材料特性は、部品が構築されるにつれて発展し、製造プロセスに依存します。当社のエンジニアは、複合材料特性の広範なデータベースを所有しており、新しい材料は継続的にテストされ、データベースに追加されています。これにより、複合材料の性能と故障モードを理解し、製品の性能を向上させ、時間を節約し、コストを削減することができます。当社の能力には、ISO や ASTM などの標準試験方法に従った、複合材料およびシステムの分析、機械、物理、電気、化学、光学、放出、バリア性能、火災、プロセス、熱および音響試験が含まれます。テストするプロパティの一部は次のとおりです。

• 引張応力

• 圧縮応力

• せん断応力試験

• ラップシャー

• ポアソン比

• 曲げ試験

• 破壊靭性

• 硬度

• 割れにくい

• ダメージ耐性

• 治す

• 難燃性

• 耐熱性

• 温度制限

• 熱試験 (DMA、TMA、TGA、DSC など)

• 衝撃強度

• ピールテスト

• 粘弾性

• 延性

• 分析および化学試験

• 顕微鏡評価

• 高温/低温チャンバー試験

• 環境シミュレーション / コンディショニング

• カスタム テスト開発

私たちの高度な複合材料試験の専門知識は、複合材料の開発プログラムを促進およびサポートし、材料の堅牢な品質と性能を達成する機会をビジネスに提供し、製品と材料の競争力が維持され、進歩することを保証します._cc781905-5cde -3194-bb3b-136bad5cf58d_

 

複合材用ツーリング

AGS-Engineering は包括的な金型設計サービスを提供し、複合部品の製造を支援する信頼できるメーカーの幅広いネットワークを持っています。金型製作、慣らし、プロトタイピングのためのマスターパターンの作成をお手伝いします。複合構造を製造するための金型は、最終的な品質にとって重要です。したがって、部品の品質と生産寿命を確保するために、成形プロセスの潜在的に過酷な環境に耐えられるように金型とツールを適切に設計する必要があります。複合構造を製作するための金型は、それ自体が複合構造であることが多い。

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材料と設備のサポート

AGS-Engineering は、複合材製造に使用される機器と原材料に関する経験と知識を蓄積してきました。私たちは、複合部品の製造に使用されるさまざまな製造方法と技術を理解しています。複合材の製造に使用される機械、プラント、設備、製造された複合部品の補助に使用される犠牲材料または一時的な材料を含む消耗品、複合材料部品を製造するために組み合わせて使用される原材料、職場の健康を改善するためのお客様の選択と購入をお手伝いします。安全性と材料の正しいマトリックスを組み合わせて製品の仕上げを改善し、最終製品を生産するために組み合わせた原材料工場と設備の全体的な組み合わせ.正しい製造プロセスを選択し、正しい工場で実行し、正しい設備と原材料を使用することで、成功を収めることができます。

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当社がお客様を支援できる複合技術の要約リストは次のとおりです。

• 粒子強化複合材料およびサーメット

• 繊維強化複合材およびウィスカー、繊維、ワイヤー

• ポリマーマトリックス複合材 & GFRP、CFRP、アラミド、ケブラー、ノーメックス

• メタルマトリックス複合材

• セラミックマトリックス複合材

• 炭素-炭素複合材

• ハイブリッド複合材

• 構造用複合材料および層状複合材料、サンドイッチ パネル

• ナノコンポジット

 

当社がお客様を支援できる複合材料処理技術の簡単なリストは次のとおりです。

• コンタクトモールディング

• 真空バッグ

• プレッシャーバッグ

• オートクレーブ

• スプレーアップ

• 引き抜き

• プリプレグの製造工程

• フィラメントワインディング

• 遠心鋳造

• カプセル化

• 指向性ファイバー

• プレナムチャンバー

• 水スラリー

• プレミックス/モールディングコンパウンド

• 射出成形

• 連続ラミネート

 

当社の製造部門である AGS-TECH Inc. は、長年にわたって複合材を製造し、お客様に提供してきました。当社の製造能力の詳細については、当社の製造サイトをご覧ください。http://www.agstech.net