Solvay、Cygnet Texkimp製4軸フィラメントワインダーで低コストプリプレグ生産を強化

複合材料・技術サプライヤーSolvay（米国ジョージア州アルファレッタ）が、繊維取り扱い専門家・カスタム機械メーカーCygnet Texkimp（英国チェシャー）設計・製造の4軸ロボットフィラメントワインディング機を設置し、低コストプリプレグ材料と複合部品を製造。

この特注ワインディング機は、Solvayの英国アプリケーションセンター（R&D施設、ヒーナー所在）に設置され、同社が自動車・航空宇宙など大量市場への複合材採用のための新技術・プロセスを開発している場所です。

高速多層プリフォーム

フィラメントワインダーは、Solvayのダブルダイヤフラムフォーミング（DDF）技術と圧縮成形で成形可能な大型複合材シート（プリフォーム）製造を可能にするようCygnet Texkimpが設計。目標は自動車業界向けコスト効率の良い外装部品（フード、トランクリッド等）の創出。

「開発した機械は、実質的にセミオートメートドラムワインダーです」とCygnet TexkimpマネージングディレクターLuke Vardy氏。「しかし、この種の従来機とは異なり、はるかに広い角度範囲で繊維を巻くことができ、多層プリフォーム内での材料特性テーラリングにおいて顧客により大きな柔軟性を提供します。」

ワインダーは最大100メートル/分の繊維速度で巻き取り可能、長さ2.2メートル×直径0.6メートルのマンドレルに対応し、最大2平方メートルのプリフォーム製造可能。完成巻き取りはマンドレルからスライスされ、統合自動切断ユニットでトリミング、専用トランスファーテーブルで次工程へ搬送。

「Cygnet Texkimpと緊密に協力し、労働要件を大幅に削減する高度に制御された効率的プロセスを開発しました。これにより、当社のレジンと材料を使用して、顧客がいかに速く、コスト効率よく、競争力を持ってカーボンファイバープリプレグを製造できるかを示せます」とSolvayプロセスエンジニアRichard Russell氏。「特に自動車市場では、中量生産で高性能複合部品を作る非常に興味深い代替方法です。」

スプレッドトウのための恒張力制御

ワインダーは、統合4ポジション駆動クリールからドライファイバー（トウ）を取り出し、アプリケーションヘッドへ供給。駆動クリールがプロセス全体でファイバー張力を制御。これにより巻き取りプロセス全体で発生するファイバー速度変動にもかかわらず、一貫したスプレッドを確保。

4本のトウがアプリケーションヘッド上で広げられ、50ミリ幅の一体化シート/テープを作成、そこにSolvayのレジンシステムがマンドレルへ配置直前に塗布される。

Cygnet Texkimpの設計にはレジン計量システムが組み込まれ、Solvayの先進レジンを塗布ポイントで混合。これにより塗布前のプレミックスレジン硬化や特殊保管条件の必要性を排除。

SolvayはBMW（ドイツ、ミュンヘン）とも協力し、フィラメントワウンドカーボンファイバープリフォームのダイヤフラムフォーミングによるM4 GTSフード製造を実証。

詳細情報

詳細はSolvayの「自動車用途向け複合材料」パンフレット（p.7）を参照。

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