アンチック・アンド・サンズ、新糸紡出技術で3D織りコンポジット・プリフォーム生産に革命

ファブリック製造企業アンチック・アンド・サンズ（英国・ハダースフィールド）は、シェフィールド大学先進製造研究センター（AMRC、カットクリフ）とのパイオニア・プロジェクトを通じて、航空宇宙・自動車用先進コンポジット向け仕上げ済み3D多層織りプリフォーム製造能力でステップ・チェンジを達成しました。

アンチック・アンド・サンズの先進能力は、イノベイトUK資金提供の3年間プロジェクトFABFORMの成果であり、AMRCと共同で、可変厚みの安定化ニア・ネット・シェイプ・プリフォーム作成に必要な追加手法開発に焦点を当てました。これらのプリフォームは、コンポーネント内での効率的な材料使用、コンポジット・マトリックス樹脂注入用金型へのドロップインに適した正確なサイズと形状、より容易で堅牢なハンドリングと輸送を可能にすると報告されています。

同社研究開発責任者のアンディ・スミス氏は、均一および可変厚みの3D織りカーボンファイバー・プリフォームの安定化とトリミング手法開発が、ハダースフィールド拠点の同社を現在の最先端製造能力を超えるレベルへ押し上げた重要な成果だと述べています。

「FABFORMで開発された可変厚み、安定化、トリミング手法は、バリューチェーンで大きなステップアップを可能にします」とスミス氏。「アンチックを単なる織布メーカーから、製造プロセス次のステップに対応可能な先進コンポジット・プリフォーム・メーカーへ変革させます。」

スミス氏は、3D織りファブリックを「金型投入可能」プリフォームに変換するために必要な主要プロセス開発が、英国サプライチェーンではまだ未成熟だとしています。アンチック・アンド・サンズの新開発が、製造技術前進、製品性能向上、生産能力合理化により市場に大きな価値をもたらすとしています。

「過去、3D織りプリフォームは成形作業準備が大変で、取り扱いと切断で劣化しやすかった」とスミス氏。「したがって、織布メーカーとして、織布中と織布後に双方で技術開発し、エンドユーザーが容易に利用できる完成済み安定プリフォームを供給することが不可欠だと感じました。」

「シェフィールド大学AMRCの世界トップクラス施設へのアクセスは、適切技術の評価・絞り込み・試験と、産業規模ハイテク装置でのプロセス開発に科学的アプローチを取る上で大きな助けとなりました。」

AMRCコンポジット・センターのドライ・ファイバー開発マネージャー、クリス・マヒュー氏は、FABFORMで達成された開発が、より軽量、高剛性、高強度な競争力ある製品創出を支援し、収入源多様化、新規雇用創出、コンポジット分野スキルベース向上にも寄与すると述べています。

同氏はさらに、「AMRCとアンチック・アンド・サンズの協業は、利用可能な先進技術と経験を結集し、英国製造業の3D織りプリフォーミング能力を前進させました。プロジェクト成果は、自動車・航空宇宙など強力な輸出市場におけるクロスセクター・ハイバリュー製造用途で、大きな新規ビジネスと強力な輸出を英国にもたらす可能性があります。」と付け加えています。

スミス氏は、FABFORMが「優れた第一歩」であり、厚みテーパー、安定化、エッジ・トリミングなど、3Dファブリックをコンポジット成形作業用ユーザブル・プリフォームに機械的に変換する鍵技術を組み込んだと述べています。

同氏は、このプロジェクトのノウハウが、多様なプリフォーム安定化技術の調査と、エッジ・フレイ試験、ピクチャー・フレーム・シアー試験など複数試験手法による定量的性能評価、続いてレーザー、ウォータージェット、超音波など幅広いプリフォーム・トリミング手法比較によって開発されたと説明します。

「先進的で即投入可能なプリフォーム供給能力は、英国市場で代替構造材と複雑材料開発の新たな道を開き、より競争力ある製品創出を可能にします」とスミス氏。「将来的には、再生可能エネルギー（風力タービン・ブレード）、鉄道（車体構造）、産業プロセス、防衛などの市場で、英国コンポジット・セクター全体に長期的メリットをもたらします。」

ポリマー・マトリックス・コンポジット（PMC）とアルミニウム・マトリックス・コンポジット（AMC）などの分野で10年以上のコンポジット研究開発専門知識を持つアンチック・アンド・サンズは、織布技術の新用途開拓でビジネスを前進させ続けています。

同社は、リンデッア・ドルニエ社（ドイツ・リンダウ）製単一レイピア3D織機を導入し、水平引き取り（HTO）プラットフォームを備えています。これは英国初導入とされ、厚いファブリックでローラー巻き取りによる歪みを回避し、直線的水平配置で継続的なファブリック引き取りを可能にし、可変厚みを実現する層分離技術の基盤となります。試作用レジン・トランスファー・モールディング（RTM）能力も追加し、開発サイクル短縮を図っています。

アンチック・アンド・サンズは、アドバンスト・エンジニアリングとJECワールド再開時に出展予定です。