CF/PA6I-PA6T 積層材をスキン層としPA6 コア層を有するサンドイッチ構造固有振動問題の位相最適化

摘要

今日，炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP)の航空機や量産自動車の主要構造への本格的に適用されており，長い歴史を有する鉄鋼?非鉄軽金属を100%代替することは無いにしても，これまで防衛?航空宇宙産業やレジャー?スポーツ分野が主たる適用分野であった構造用炭素繊維(カーボン)の低コスト量産に注力がなされ，その“大衆化”が始まったといわれている．また，熱溶解積層造形(FDM)3D プリンタによる繊維強化プラスチック成形の試みに象徴されるように，近年、付加製造(Additive manufacturing, AM)と複合材料との接近が注目されている．除去加工とは逆の発想でモノづくりを行う付加製造と，一体成形やテイラーメイド設計?製造をセールスポイントとしてきた複合材料はもともとお互いに相性の良い間柄であると思われる．特に，CFRP サンドイッチ構造のコア層に位相(トポロジー)最適化を施し，合理的な軽量化構造を見出し，それをFDM型3D プリンタで一体成形する試みは有望であると思われる．