AVK、2020年イノベーションアワード受賞者を発表－持続可能な複合材進歩を表彰

ドイツ強化プラスチック工業連盟（AVK、フランクフルト、ドイツ）は、ドイツおよび欧州レベルで製造業者と加工業者の利益を代表する団体として、11月7日に2020年イノベーションアワード受賞者をバーチャルで発表しました。専門家審査員により決定されるこの賞は、「革新的製品/用途」「革新的プロセス」「研究と科学」の3カテゴリーで持続可能な複合材イノベーションを表彰・栄誉づけます。

「2020年も多くの強力な応募をいただき、嬉しく思います。当然ながらプロセスの多くの側面が本年は異なりました。初めて授賞式がインターネットイベントとして開催されました。しかし、誰もがどこでも状況を最大限に活用していることは明らかです。繊維強化プラスチック分野のポジティブなトレンドは継続しています。これら重要材料が今後数多くのイノベーションの中心にあることを期待しています」と、審査委員長のGerhard Lettl氏は述べています。

「革新的製品/用途」カテゴリー

一体型軽量ハウジングを持つ直接冷却電気モーター - DEmiL

1位はFraunhofer Institute for Chemical Technology（ICT、ドイツ・プフィンツタール）、Karlsruhe Institute of Technology（ドイツ・カールスルーエ）、Sumitomo Bakelite Co., Ltd.（日本）の共同受賞です。この高性能電気モーターは、繊維強化プラスチックが標準的な金属設計よりも小型軽量な構造を生み出せることを証明したとされています。モーターは10.5kgの重量で58kWの連続出力を達成。AVKによると、5.5kW/kgの出力密度は、大量生産可能な電気モーターの新たな基準を打ち立てました。ハウジングに冷却システムを統合し、モーターが発生させる熱を発生源で直接放熱することで、複合材を構造に使用可能にしました。

本質的に再加工・修復・リサイクル可能（3R）な熱硬化性複合材による、より競争力のある持続可能な産業

2位はCidetec（スペイン・ドノスティア・サン・セバスティアン）が受賞。Cidetecによると、動的共有結合を用いて新世代の熱硬化性複合材を創出し、従来の性能特性に加え、これまで見られなかった形で他の特性を持つと主張しています。さらに、材料を容易に再調整、リサイクル、修復できるとのことです。

耐火複合材・金属ハイブリッド構造 - LEO防火サンドイッチ（統合Hyconnect鋼・ガラスハイブリッドコネクター付き）

3位はSaertex GmbH & Co. KG（ドイツ・ザーアベック）とHyconnect GmbH（ドイツ・ハンブルク）が受賞。AVKによると、これは3D強化複合材サンドイッチ構造で、防火層を挿入して火災時に断熱・冷却できます。標準エポキシ樹脂を真空浸透で使用し、ハイブリッドガラス・金属構造を統合。従来の金属部品を溶接で取り付け可能で、プロセス早期段階で耐火接続を実現します。この防火被覆は火災時に断熱層を形成し、サンドイッチコンポーネントとハイブリッド接続も保護します。従来の金属複合材と比較して最大55%の軽量化が可能です。

「革新的プロセス」カテゴリー

ロボット化射出成形（ROBIN）プロセス

「革新的プロセス」カテゴリー1位は、ROBINとTU Dresdenの軽量工学・ポリマー技術研究所（ドイツ）が受賞。複合材Cフレーム射出成形機でカーボンファイバーを使用し、140kg未満の機械を開発。これによりロボットに搭載可能で、部屋内を自由に移動できます。プラント技術の可動性向上により、ハイブリッドコンポーネント製造の射出成形プロセスにより柔軟性が生まれ、同時に資源を節約しながら軽量製品製造が可能になります。

ロールからのオメガストリンガー

2位はドイツ航空宇宙センター（DLR、ドイツ・ケルン）が開発。この新製造プロセスにより、カーボンファイバーエポキシプリプレグからオメガ形状の補強要素（ストリンガー）を製造可能。メーカーが効率的に、低コストで、大量にストリンガーを製造でき、資源も節約できます。プロセスチェーン全体は自動繊維配置（AFP）技術、片面メンブレン成形（ホットフォーミングとしても知られる）、オートクレーブ硬化を組み合わせます。正と負の曲率を持つ断面の同時成形は独自のプロセス特徴とされています。

ハイブリッドダイカスト：アルミニウム高圧ダイカストにおける本質的CFRP-アルミニウム複合構造の製造

3位はFaserinstitut Bremen（FIBRE）とFraunhofer IFAM研究所（ドイツ・ブレーメン）が開発したこのプロセスが受賞。両研究所によると、熱可塑性層を溶融させることでアルミニウム合金と炭素繊維強化プラスチックを接合する技術を提供します。熱可塑性層は同時にカーボンファイバーとアルミニウム合金の電気化学的分離を生み出し、接触腐食を防止し、材料界面で強度を達成します。プロセスは資源を節約し、量産利用可能。軽量構造におけるポテンシャルにより、車両からのCO₂排出削減に寄与可能です。

「研究と科学」カテゴリー

新規高耐熱UP樹脂と靭性付与剤

「研究と科学」カテゴリー1位はMünster University of Applied Sciences（ドイツ・ミュンスター）が受賞。UP樹脂は熱変形温度（HDT）約250℃を達成。これまで測定された最高HDTは約180℃です。光化学的・熱的反応性は、比較可能な高耐熱ビニルエステルとウレタンよりも大幅に高いと大学は説明。さらに、スチレン-マレイン酸無水物共重合体ベースの靭性付与剤は、100-160℃で樹脂粘度を上昇させ、同時に反応性を高め、ラミネート表面品質を改善します。

熱可塑性樹脂移動成形（T-RTM）プロセスの産業適用のための科学的原理

Fraunhofer ICTが革新的プロセスで追加受賞（2位）。T-RTMにおける水分の負の影響を評価し、水を補償してほぼ同一のポリマー特性で従来の反応速度を回復させます。新たに開発されたシミュレーションモデルにより、プロセスキネティクスをモデリングしてプロセスを具体的に制御可能。これにより高効率プロセスとなり、T-RTMコンポーネントを量産環境で製造可能になります。

熱硬化性繊維強化材料の統合的組み合わせによるタービンストラットの材料・エネルギー効率的生産

3位はUniversity of Erlangenのポリマー技術研究所（ドイツ）のプロジェクトが受賞。「Duro-IMFプロセス」と呼ばれるこの手法は、研究プロジェクトで開発され、複雑な熱硬化性繊維複合材コンポーネントを熱硬化性射出成形で効率的に製造可能にします。連続繊維強化プリプレグと短繊維強化成形材料をワンショット原理で組み合わせます。材料改質とインテリジェントプロセス制御を調整することで、金型内硬化中に材料の樹脂系が不可逆的に反応し、高接合強度、低重量、高耐熱性を持つハイブリッドコンポーネントが生成され、エネルギー消費とサイクルタイムを50%以上削減します。

11月12日のバーチャル授賞に加え、多くの受賞イノベーションが本年のAVKイノベーションアワードパンフレットで再度紹介されます。オンラインでこちらから入手可能です。