炭素繊維PAN系とピッチ系の違い CFRP

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イントロ
概要
PAN系炭素繊維
ピッチ系炭素繊維
サマリー

イントロ

さまざまな場面で炭素繊維や炭素繊維強化プラスチック・CFRP・複合材料などの単語を目にすることが多いと思います。今回は炭素繊維の原料である『PAN系』と『ピッチ系』について解説します。

概要

炭素繊維は大きく分けて、原料の異なる２種類に分類されます。炭素繊維自体、単体では形状が保持できず、比強度の高い糸なので一般的にはエポキシ樹脂などのプラスチックと複合化し炭素繊維強化プラスチック（CFRP）として使用します。

PAN系炭素繊維

アクリロニトリルを原料とし、PAN繊維合成・耐炎化工程・炭素化工程・黒鉛化工程・表面処理工程・サイジング処理工程を経てPAN系炭素繊維は生成されます。軽量＋高強度という特徴から主に自動車や航空機などの構造部品に多く使用されています。市場に流通している炭素繊維の大半はPAN系炭素繊維です。

ピッチ系炭素繊維

石炭や石油・コールタールの副生成物（ピッチ）を原料として、高温で炭化させる工程・表面処理工程・サイジング処理によりピッチ系炭素繊維は生成されます。ピッチ系炭素繊維は弾性率が高く、高熱伝導・極低熱膨張・軽量で高剛性という特徴から、主に産業用ロボットアームや人工衛星部材などに使用されています。

サマリー

PAN系・ピッチ系炭素繊維の違いについて解説しました。違いがイメージできたましたか。素材の特徴も異なりますがどちらの炭素繊維も用途や形状などによって製造方法も様々です。

UCHIDAについて - 創業55年

当社では、FRP・GFRP・CFRPを用いたCFRP成形加工メーカーとして多くの技術ノウハウを活用し、設計・解析から製造、二次加工・アッセンブリ、塗装、品質保証、試験までワンストップに対応しています。

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UCHIDAの設備

UCHIDAではお客様の高度な課題にも対応できるように最先端の設備を導入しております。

DMG森精機 - VS1000/40/2050
X軸：2,050mm（ストローク）／ Y軸：1,000mm ／ Z軸：600mm ／テーブル作業面：2,250×1,000mm

芦田製作所 - AUTO CLAVE 2号機
サイズ：Ø1,150×1,000mm ／使用温度：常温〜400℃ ／設計圧力：2.0Mpa（最高使用圧力）／真空方式：バック吸引方式／真空口数：5個

芦田製作所 - AUTO CLAVE 3号機
サイズ：Ø3,000×6,000mm ／使用温度：常温〜200℃ ／分布精度：±2.5℃以内／昇温速度：4.0℃/分（空炉）／冷却速度：4.0℃/分（空炉）／設計圧力：0.99Mpa（最高使用圧力）／常用圧力：0.7Mpa以内（メーカーから指定がなければ0.3Mpa位）／圧力精度：±0.02Mpa（０〜0.99Mpa/cm²の圧力設定に対して）／昇圧精度：0〜0.03Mpa/min ／圧力源：圧縮空気（常用時）／真空方式：バック吸引方式／真空口数：10個

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オーブン
サイズ：W1,000×H1,000×D1,000mm ／温度範囲：環境温度+20〜300℃ ／昇温能力：環境温度（20〜40℃）〜300℃まで/45分以内／真空方式：バック吸引方式／真空口数：10個

エスペック - 恒温恒湿槽

インストロン - 万能試験機5958

オーブン
サイズ：W7,000×H3,000×D2,000mm ／温度範囲：環境温度+20〜300℃（MAX）／昇温能力：環境温度（20〜40℃）〜300℃まで/60分以内／真空方式：バック吸引方式／真空口数：10個

NEO
X軸：4,000mm（ストローク）／ Y軸：2,000mm ／ Z軸：1,200mm ／ C軸：0度〜±270度／ B軸：0度〜±110度／テーブル作業面：4,000×2,000mm

【開発】
3Dプリンター | Markforged

塗装ブース
各種塗装・クリア仕上げ等は、専用の塗装ブースで行っています。

接着・仕上げ・コーティングルーム
型や成形物の表面処理・トリミング・穴明け・接着等の仕上げ工程は専用ブースで行っています。

東芝 - マトリックスアイEX （超音波探傷器）
Matrix-Arrey：32

AMETEK CREAFORM MetraSCAN750 Elite（3Dスキャン）

• 検査室オリンパス - 倒立顕微鏡

オーブン
サイズ：W450×H450×D450mm ／温度範囲：環境温度+50〜650℃ ／昇温能力：環境温度+50〜650℃/120分以内

カッティングプロッター
テーブル作業面：W1,500×L3,500mm

島精機製作所 - カッティングプロッター

KUKA - ロボット

Krauss Maffei - エポキシ樹脂注入機
Resin 60ℓ ／ Hardener 25ℓ

Krauss Maffei - 630t プレス機
W1,200×L1,500×H1,700mm ／ Power Unit：Vacuum valve×2 ／ Air valve×5 ／ Hydraulic valve×5

DMG森精機 - NV5000B/40
X軸：1,020mm（ストローク）／ Y軸：510mm ／ Z軸：510mm ／テーブル作業面：1,320×600mm

大型クリーンルーム
JIS B 9920 清浄度クラスの上限濃度（個/立方メートル）／クラス5：100,000m³ ／室容量：256m²（16,000×16,000mm）　760m²（16,000×16,000×3,000mm）／室内温湿度条件：温度 23℃±3℃　湿度 65%以下／外気条件：夏期　温度35℃　湿度 70%以下／冬期　温度-5℃　湿度 40%以下