消費者が最終使用者である用途では、複合材料は通常、一定の美的要件を満たす必要があります。しかし、繊維強化材料耐腐食性、高強度、耐久性が性能を左右する産業用途においても、同様に価値があります。 #リソースマニュアル#機能#アップロード
航空宇宙や自動車といった高性能な最終市場における複合材料の使用は、しばしば業界全体の注目を集めてきたが、実際には、消費される複合材料の大部分は、高性能ではない部品に使用されている。産業用最終市場はこのカテゴリーに属し、そこでは材料特性として、耐腐食性、耐候性、耐久性が重視されるのが一般的である。
耐久性は、サウジアラビアのリヤドに本社を置くSABICの目標の一つであり、同社はオランダのベルゲンにあるop Zoom製造工場を拠点としています。この工場は1987年に操業を開始し、高温で塩素、強酸、強アルカリを処理しています。ここは非常に腐食性の高い環境であり、鋼管はわずか数ヶ月で破損する可能性があります。SABICは、最大限の耐腐食性と信頼性を確保するために、当初から主要なパイプや機器にガラス繊維強化プラスチック（GFRP）を選定しました。長年にわたる材料と製造技術の改良により、複合材部品の設計が可能になり、耐用年数は20年に延長され、頻繁な交換は不要になりました。
Versteden BV（オランダ、ベルヘン・オプ・ゾーム）は創業当初から、DSM Composite Resins（現在は米国テネシー州およびスイス・シャフハウゼンに拠点を置くAOCの一部）製の樹脂製GFRPパイプ、容器、部品を使用していた。工場には、直径の異なる約3,600本のパイプセクションを含む、合計40～50キロメートルの複合材パイプラインが設置された。
部品の設計、サイズ、複雑さに応じて、複合材部品はフィラメントワインディング法またはハンドレイアップ法を使用して製造されます。一般的なパイプライン構造は、最高の耐薬品性を実現するために、厚さ 1.0～12.5 mm の内部防食層で構成されています。5～25 mm の構造層は機械的強度を提供し、外側のコーティングは約 0.5 mm の厚さで、工場環境を保護できます。ライナーは耐薬品性を提供し、拡散バリアとして機能します。この樹脂リッチ層は、C ガラスベールと E ガラスマットでできています。標準的な公称厚さは 1.0～12.5 mm で、最大ガラス/樹脂比は 30% (重量ベース) です。特定の材料に対する耐性を高めるために、腐食バリアを熱可塑性ライニングに置き換える場合もあります。ライニング材料には、ポリ塩化ビニル (PVC)、ポリプロピレン (PP)、ポリエチレン (PE)、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)、ポリフッ化ビニリデン (PVDF)、エチレンクロロトリフルオロエチレン (ECTFE) などがあります。このプロジェクトの詳細については、こちらをご覧ください：「長距離耐腐食性配管」。
複合材料の強度、剛性、軽量性は、製造分野自体においてますます有益になっています。例えば、CompoTech（チェコ共和国スシツェ）は、複合材料の設計と製造を提供する総合サービス企業です。同社は、高度なハイブリッドフィラメントワインディングアプリケーションに注力しています。Bilsing Automation（ドイツ、アテンドルン）向けに、500キログラムのペイロードを移動できるカーボンファイバー製ロボットアームを開発しました。ペイロードと既存の鋼鉄/アルミニウム製ツールの重量は最大1,000 kgですが、最大のロボットはKUKA Robotics（ドイツ、アウグスブルク）製で、最大650 kgまでしか扱えません。オールアルミニウム製の代替品は依然として重すぎ、ペイロード/ツールの質量は700 kgになります。CFRPツールは総重量を640 kgに削減し、ロボットの適用を可能にします。
CompoTech が Bilsing に提供した CFRP コンポーネントの 1 つは、T 字型ブーム (T 字型ブーム) です。これは、正方形の断面を持つ T 字型ビームです。T 字型ブームは、従来は鋼鉄やアルミニウムで作られていた自動化機器の一般的なコンポーネントです。これは、部品をある製造工程から別の製造工程 (たとえば、プレスからパンチングマシンへ) へ移送するために使用されます。T 字型ブームは T バーに機械的に接続され、アームは材料や未加工部品を移動するために使用されます。製造と設計の最近の進歩により、CFRP T ピアノの性能は、振動、たわみ、変形といった主要な機能特性の点で向上しています。
この設計により、産業機械の振動、たわみ、変形が軽減され、部品自体の性能向上と、それらと連携する機械全体の性能向上に貢献します。CompoTechブームの詳細については、こちらをご覧ください：「複合材Tブームが産業オートメーションを加速させる」。
新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、この病気がもたらす課題を解決することを目的とした、興味深い複合材料ベースのソリューションを生み出しました。カナダ、オンタリオ州キッチナーのImagine Fiberglass Products Inc.は、今年初めにブリガム・アンド・ウィメンズ病院（米国マサチューセッツ州ボストン）が設計・建設したポリカーボネートとアルミニウム製の新型コロナウイルス検査ステーションに触発されました。Imagine Fiberglass Products Inc.（カナダ、オンタリオ州キッチナー）は、ガラス繊維強化複合材料を使用して、より軽量な独自のバージョンを開発しました。
同社のIsoBoothは、ハーバード大学医学部の研究者らが開発した設計に基づいており、臨床医は患者から離れたブース内に立ち、手袋を着用した手で検体採取検査を行うことができる。ブース前の棚または特注のトレイには、検査キット、消耗品、そして患者間の検査時に手袋や保護カバーを消毒するための消毒ワイプタンクが備え付けられている。
Imagine Fiberglass社の設計では、3枚の透明なポリカーボネート製ビューイングパネルと、3枚のカラーガラス繊維ロービング／ポリエステル繊維パネルを接続しています。これらの繊維パネルは、剛性を高める必要がある箇所にポリプロピレンハニカムコアで補強されています。複合パネルは成形され、外側に白いゲルコートでコーティングされています。ポリカーボネートパネルとアームポートはImagine Fiberglass社のCNCルーターで加工されています。社内で製造されていない部品は手袋のみです。ブースの重量は約90ポンドで、2人で簡単に持ち運ぶことができ、奥行きは33インチで、ほとんどの標準的な商業用ドアに対応するように設計されています。この用途の詳細については、「ガラス繊維複合材により、より軽量なCOVID-19検査ベンチの設計が可能に」をご覧ください。
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複合材料技術開発会社が開発した初のV字型商用貯蔵タンクは、圧縮ガス貯蔵におけるフィラメントワインディング技術の発展を告げるものだ。