ヘリコイド・インダストリーズ、CAMX 2021で革新的ヘリコイドアーキテクチャを展示

ヘリコイド・インダストリーズ（米国カリフォルニア州インディオ）は、複合材向けヘリコイドアーキテクチャを公開し、現在ほぼ20社の産業パートナーで進行中の多数の開発プロジェクトの一部を紹介しています。「スマッシャー」マンティスシュリンプに着想を得たヘリコイドは、進行的な繊維配向変化を持って積層された配向繊維層で構成され、ヘリコイダルな繊維配向分布を生み出します。衝撃下では、このアーキテクチャがクラック成長を誘導・制御し、高度に分散したサブクリティカルダメージを生じさせるとしています。これにより構造はエネルギーを散逸させながら破壊的破損を防ぎ、高い耐損傷性と構造的完全性を実現します。

例えば、風力ブレード用途向けのヘリコイド雨食耐性基材（SAERTEX GmbH（ドイツ・ザーアベック）と共同開発した、エポキシ樹脂含浸のノンクリンプファブリック（NCF）Eガラス繊維による繊維強化基材）は、従来のNCF BX45基材比で34%の侵食減少を示したと報告されています（ASTM G73-10）。カリフォルニア大学アーバイン校では、ヘリコイド繊維アーキテクチャを最適化し、リーディングエッジ保護（LEP）コーティングの侵食を遅らせるための更なる開発が進行中です。全体として、この協力は、大型ヘリコイドNCF構造部品の迅速かつコスト効率の良い製造のための革新的な多軸ヘリコイドNCFファブリックの開発を最終目標としています。ヘリコイド・インダストリーズは、この開発プロジェクトが最終的に、より長いメンテナンス間隔と高いブレード耐久性のためのLEPソリューションにつながると述べています。

同様に、高い構造的完全性を持つ航空宇宙構造物として、カーボン・アクシス（フランス・ペリニー）と共同開発した、従来の200gsmカーボンファイバー強化ポリマー（CFRP）トウプリプレグを用いた自動ファイバー積層（AFP）製ヘリコイド航空宇宙グレードカーボンファイバー/エポキシ複合材構造が開発されています。ヘリコイド・インダストリーズR&Dディレクターのロレンツォ・メンカテッリ博士によるプレゼンテーションの一部となる詳細研究によると、ヘリコイドCFRP構造は、従来の準等方構造と同等最大荷重で、少なくとも17%の構造重量削減を達成できるとのことです。同社は、これは完全貫通に対する前例のない耐性と構造的完全性を伴って達成されるとしています。

ヘリコイド技術は、スポーツ用品業界向けの保護ヘルメット装備にも応用されており、オートバイヘルメットの構築にも採用されています。SAERTEX GmbHと共同開発したファブリックを用いたEガラスNCF繊維強化複合材の殻に組み込まれたこのアプリケーションは、従来のヘルメット比で衝撃耐性強化局所エリアにおいて25%の軽量化を実現したと報告されています。テストは、ECE22.05安全基準に従い、ヘルメットのさまざまな領域、低温/高温条件、平坦およびカーブアンビルなど様々な衝撃面で実施されたとしています。

ロレンツォ・メンカテッリ博士の技術プレゼンテーションでは、AFPとシンプライ技術によるヘルメット用途製造が紹介され、スポーツ用品の大量生産における自動製造への洞察が提供されます。

ヘリコイド・インダストリーズは、ヘリコイド技術を複合材生産者にライセンス供与するとともに、プリフォームソリューションを生産しています。同社は、複合材製品の初期製造から使用寿命終了までの環境影響を低減するソリューションの開発にコミットしています。