VictrexとDaher、次世代熱可塑性航空機パネルでマイルストーン達成

写真提供：Victrex

10月20日報道によると、Victrex（英国ソーントン・クリーヴリーズ）はフランスの航空機メーカー兼装備サプライヤーDaher（フランス・ウィスー）と協力し、厚さ32ミリメートル（1.26インチ）、176プライの積層構造航空機パネルを製造しました。両社によると、この協力は航空機生産の高速化ニーズから生まれました。パネルやブラケットなどのコンポジット構造部品を用いた生産レート向上が解決策となり得ます。

VICTREX AE 250ポリアリールエーテルケトン（PAEK）系熱可塑性コンポジットと自動ファイバープレースメント（AFP）プロセスを使用し、オーブンと真空またはオートクレーブ外（OOA）統合に続き、これまで達成できなかった厚さでOOA処理による航空宇宙品質積層板が可能であることを実証しました。Victrexによると、これは一次構造用途における世界の航空宇宙業界に重要な利点を提供する可能性があります。

パネル寸法は120×60センチメートル（47×24インチ）、厚さ32ミリメートル（1.3インチ）で、従来のフラットパネルより大幅に厚く、品質評価・試験に耐えうるプライパッドアップと可変厚さの能力を示しています。176プライ構造の例外的な厚さは、統合のみを必要としオートクレーブ硬化を必要としない高品質単方向（UD）熱可塑性テープのAFP積層によって可能になりました。Victrexによると、VICTREX AE 250 UDTを使用すれば、加熱ツーリングによる統合で生産時間を大幅に短縮できるとのことです。

「新しいコンポジットパネルは、ボイド率1%未満、結晶度25〜30%で航空宇宙業界標準を満たしています。176プライ積層構造として期待される通り、コンポジット層間の結合は必要な層間せん断強度（ILSS）を達成するようターゲットされ、AFPプロセスでボイドが排除され、非常に高い機械的強度が明確に示され、高品質と機械的完全性が維持されています」と、DaherのR&D担当バイスプレジデント、ドミニク・バイイ氏。「重量、燃料消費、運用コストの削減に加え、より速い生産レートを可能にし、環境にずっと優しい熱可塑性コンポジット材料は、航空宇宙業界の未来の鍵です。今後20年間で40,000機以上の新型機需要が予見される中、このレベルの需要を満たすには生産を単純に加速しなければなりません。」

具体的には、パネルのエンジニアリング仕様には、1%未満のほぼゼロボイド率、結晶度25〜30%が含まれます。Victrexによると、176プライ積層構造として期待される通り、コンポジット層間の結合は必要な層間せん断強度（ILSS）を達成するようターゲットされ、AFPプロセスでボイドが排除され、非常に高い機械的強度が明確に示され、高品質と機械的完全性が維持されています。

さらに、VICTREX AE 250 UDTは280℃（536°F）で処理可能で、オーブンサイクルに続きます。PEEK（PAEKファミリーのよく知られた高性能ポリマー）の345℃（653°F）ではなく、比較的低い融点305℃（517°F）を持っています。これは自動熱可塑性処理において明確な利点であり、接合プロセスを高速化し、航空機生産の全体効率を向上させると同社は述べています。

追加の魅力的な材料優位性には、金属比で比強度と比剛性が最大5倍、疲労耐性が最大4倍高いこと。耐食性、加工性、断熱性も向上し、衝撃・耐薬品性と損傷許容度は金属と同等です。さらに、熱硬化性ソリューションと異なり、PAEKコンポジットは完全リサイクル可能で、損傷許容度が最大10倍優れ、耐薬品性、疲労性能、FST（難燃/煙/毒性）特性も優れ、強度と剛性は熱硬化性と同等です。

VICTREX AE 250コンポジットの主な特徴には、優れた高温性能と熱安定性、航空宇宙流体とガスへの幅広い耐薬品性、優れた耐加水分解性と耐食性が含まれます。

「ここで見られるのは、私たちのテープの軽量特性と、Coriolis Composites（フランス・ケベン）が開発した高速AFPプロセスが、航空機設計において熱可塑性コンポジットによる金属置換のあらゆるエキサイティングな可能性を、はるかに大きなスケールで提供していることです。同時に、これは7〜9年に及ぶ長引く組立スケジュールの結果として今航空機建設を悩ませている生産バックログの削減にも貢献できます」と、Victrex航空宇宙ディレクターのティム・ヘル氏はコメントしています。「この先駆的プロジェクトに取り組むことは生産的でエキサイティングでした。文字通り、未来の航空機と航空機産業を形作る助けになると確信しています。」