イントロ
前回までのVol1~Vol.3を通じて、CFRP・カーボン試作におけるコストについて具体的なイメージを持って頂けたでしょうか。
概要
この最終回Vol.4では実際にどのような企業で製作対応できるのか、について解説します。
対応可能な企業について
まず、どの企業で対応できるかについてです。カーボン製品の試作は製作品の形状や大きさ、特性、生産時の物量やコストによって最適な成形方法が異なり、設備保有の有無によって対応可能な企業が分かれます。
オートクレーブ成形法の場合
オートクレーブ設備内寸が製品最大サイズとなります。オートクレーブ設備においては「大は小を兼ねる」なので、当社は大型のオートクレーブ（Φ3m x L6m）を保有し大型製品が製作可能な環境を整えています。また、試作や中/量産などボリュームによっても対応企業が分かれるところであり、一般消費財/スポーツ/レース部品/航空宇宙防衛/医療福祉/芸術作品などの領域によっても対応企業（認証取得や得意、強みとしている企業）が分かれます。そして材料に指定がある場合は、使用する炭素繊維メーカーによって対応可能企業が分かれています。
オートクレーブ
①芦田製作所 大型オートクレーブ φ3ｍ ｘ 奥行6m 温度MAX 200℃：圧力MAX 1.0Mpa
②芦田製作所 高圧オートクレーブ φ1.15m x 奥行 1m 温度 MAX 400℃：圧力 MAX 2.0MPa
サマリー
以上、Vol.1~4までCFRP試作におけるコストについて解説しました。ここで、おさらいです。
おさらい
その1
品物を作るためには、構造設計・成形型・製造設計・製造とイニシャルコストがのってくる。
その2
品物であるため、型やプリプレグなどの材料歩留まりも非常に悪い。
その3
異方性を考慮した設計により自由度がある分、金属の様な\〇〇〇/kgという表現ができない。参考までに・・→一般的なプリプレグ素材を重量換算すると、約¥12,000/kgというイメージです。
その4
製品を作るプロセスにおいて多くの設備環境が必要となる点。製造工程も煩雑で、ものづくりを人の手を介して行われる工程が多く、製造コスト高につながっている。
コストの話をするとデメリットが多いように感じますが、単に部品コストが高いから使えない！ということではなく、周辺機器なども含めた一体構造化や軽量化によって少部品化や省エネルギー化、低輸送費、省スペース化などのトータルコストや利点を踏またうえで、カーボン・CFRP製品の採用をじっくりご検討頂きたいと思います。
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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。
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
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
CAD / CAM
CATIA V5：2台 ／ THINK DESIGN：1台 ／ MASTER CAM：4台 ／ その他 3D/CAD：3台 ／ その他 2D/CAD：5台
Markforged - 3Dプリンター
