図4 CFRTPサンプルの電極セット図1 CFRTPの外観写真■■図2繊維の編み方図5CFRTPサンプルの断面写真図3 通電加熱装置(ERH)１．研究の目的と背景２．実験方法 ・■供試材図1に本研究で使用したCFRTP板の外観写真を示す．このCFRTPは炭素繊維(CF)シート，東レ製トレカクロスCO6343Bとポリプロピレン(PP)樹脂で構成されている．CFシートは繊維束が平織されて布状を呈している．図2に示すように，平織とは経糸と緯糸が交差させる織り方である．このシートが4枚積層されたものに樹脂を含浸して作製した．厚さは約1 mmとした．キーワード：■■■■，加熱，プレス本研究の目的は，通電加熱を用いてCFRTP(Carbon fiber reinforced thermoplastics, 炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)板の加熱を実現し，さらに加熱で軟化したCFRTPをホットスタンピングで曲げ成形加工する技術の開発である．融点まで加熱すると軟化または溶融する樹脂（熱可塑性樹脂）を母材としたCFRTPを供試材として使用した． ・ 実験装置の概要図3に作製した通電加熱(Electric resistance heating, ERH)装置を示す．図4に示すように，通電加熱装置の試験片押さえをエアシリンダで動作させ，電極と試験片押さえとの間にCFRTP試験片を挟んで固定した．ただし，試験片中のCFと電極が接触する必要があるため，電極と接触する箇所を研削することでCFを露出させた．研削加工についての詳細は次節で述べる．試験片の固定条件として，試験片が電極と接触する面積を片側80 mm2,エアシリンダ圧0.4 MPaとした．高周波熱錬株式会社製の急速加熱試験設備を電源として通電加熱装置に接続し，電極間に電流を流した．この通電により試験片を加熱した．加熱温度は，電気抵抗値，電流値，通電時間で調節した．岡山大学学術研究院自然科学学域（ ■■■年度一般研究開発助成■■■ ■■■■ ■■■■）教授岡安光博 ・■研削加工図5にCFRTP試験片の断面のSEM画像を示す．CFRTP試験片の表面は樹脂で覆われているために絶縁されている．通電による加熱を可能にするべく，通電加熱装置の電極に接触する箇所を研削することでCFを露出させた．研削には岡本工作機械製作所製の平面研削盤を用いた．図6に研削した試験片の外観写真を示す．平織されたCFを用いた材料であるため，CFが露出する面積は研削する深さにより異なる．本研究の供試材の場合，研削深さが約0.15 mmのときにCF露出面積が最大であった．図7に試験片断面の概略図を示し，図中に最大研削深さの位置を赤線で示す． ・■電気抵抗測定試験片の両端を研削することで通電加熱を可能としている．しかし，電極と接触しているCFとPPの面積比や表面粗さによって，通電時の温度上昇に差異を生じることが考えられる．そこで，研削深さの異なる試験片を作製し，通電加熱装置の電極に取付け，電極間の電気抵抗を測定した．測定にはMastech社製マルチテスタMAS838を用いた．試験片の大きさは長さL= 50 mm, 幅W= 10 mmとした．ここでは，研削面積当たりのCFの露出面積の割合（CF露出割合，CF-exposed-ratio）を評価パラメータとした．この露出面積は，画像処理・解析ソフトウェアImageJを用いて測定した．図8に研削した表面写真およびCFとPPの境界を判別した後の図を示す．CFが露出している箇所を黄色い円で囲んでいる．WarpWeft− 147 −通電加熱法による■■■■プレートの圧延加工及び圧延接合技術の開発
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