IMCOLOR：軽量・環境配慮型航空宇宙コンポーネントのための統合製造を先導

クリーンスカイ2プロジェクト「IMCOLOR」は、マルチショット射出成形プロセスと連続炭素繊維強化の統合を組み合わせた新製造プロセスを開発したと報告されています。射出成形荷重に耐えられる消失性塩コア材の使用とともに、軽量で環境に優しい空気サイクルマシン部品が製造されました。

関係パートナーによると、射出成形とin-situ圧着を伴う熱可塑性自動ファイバープレースメント（TP-AFPisc）のシナジーが、軽量かつ高い機械的性能を発揮し、自動化された再現性の高い製造技術による将来の設計を支えるとしています。TP-AFPiscは、複合構造物が通常プロセスチェーン内で構築される現在の最先端手順とは異なるとのことです。さらに、TP-AFPisc製インサートを用いてファイバー構造をユーザーのニーズに正確に適合させることで、複合部品のトリミング作業が最小化され、スクラップが削減されるとパートナーは指摘しています。

クリーンスカイによると、この新手順からいくつかの追加メリットが生じます。例えば、製造プロセスで六価クロムイオン（Cr6+、最も毒性の強いクロムで環境に悪影響）処理が不要になります。さらに、熱可塑性材料の統合により、このプロセスで製造される部品は効率向上、燃料・排出ガス削減、リサイクル可能、環境に優しいプロセス補助材の維持が可能になります。

IMCOLORプロジェクトが直面した課題には、射出成形ポリマーへのCFRPインサート封入に適したキャビティ設計と射出パラメータの発見、CFRPインサートとポリマー間の良好な結合を促進する適切な材料組み合わせの発見、高圧射出中にCFRPインサートを正しく固定して変形・ズレを防ぐことなどが含まれます。

予期せぬ発見として、モデル部品の23層インサート（厚さ3mm）で面外皺欠陥が見つかりました。パートナーは、金型コアとインサートの遊び嵌めが原因と推測しています。しかし、この影響はデモンストレーター部品の70層インサート（厚さ10mm）では発生しませんでした。

トピックマネージャーの次のステップは、新材料組み合わせのさらなる調査と、新プロセスの社内評価です。コンソーシアムはまた、複合材製造と金属鋳造プロセスの両方における塩コアの可能性を、社内およびフォローアッププロジェクトで調査します。

参加パートナー：リーブヘル・エアロスペース・トゥールーズSAS（フランス・オートガローヌ）、ミュンヘン工科大学（TUM、ドイツ）、熱可塑性複合材料研究センター（TPRC、オランダ・エンスヘデ）、アッペックスGmbH（ドイツ・ミュンヘン）、フィッシャー・アドバンスト・コンポジット・コンポーネンツ（FACC、オーストリア・リード・イム・インクライス）。EU総拠出額：254,775ユーロ。

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