三菱重工开发出新一代飞机用CFRP 成本可削减40%！

　　三菱重工业日前面向飞机结构性部件，开发出了不使用加热炉即可快速硬化的CFRP（碳纤维强化塑料）及新的制造方法。与老方法相比，预计可减削约40%的成本。力争2015年前后用于小型民用客机。

　　先，作为CFPR的母材，开发出了称为“连锁硬化聚合物（Chain Curing Polymer，CCP）”的新材料。先利用紫外线使表面的一部分发生硬化，然后利用它所产生的热量，使之连锁产生热硬化反应，即可生成这种材料。

　　其主要成分为环氧树脂，通过适当加入光聚合引发剂和热聚合引发剂，成功地产生了可将硬化反应时产生的反应热充分用于后续反应的连锁反应。从反应来看，先产生“光阳离子硬化”，也就是利用紫外线产生阳离子，使其攻击分子产生聚合。此时产生的热量会进一步产生阳离子，由此就能连锁产生“热阳离子硬化”。

　　三菱重工将这种树脂运用到了作为FRP（纤维强化塑料）成形法的RTM（Resin Transfer Molding，树脂转注成形）法中。所谓RTM法就是指将碳纤维织物放入模具后，使之含浸作为母村的树脂，然后使之硬化。过去的RTM法通常采用热硬化法，因此要将整个模具放入大型加热炉中，进行热硬化（图1）。

　　而假如使用此次开发的连锁硬化聚合物，不需使用加热炉，只要树脂含浸在织物中，再向其一端照射紫外线，即可进行反应（图2）。利用这种方法证，该公司已经证实能够试制出长约1m的“J”字形框架（图3）使用加热炉的老方法，其成形时间约需5个小时。而这次的新方法则大大缩短到10分钟左右（反应温度约为180℃）。该公司认为，假如能够形成J字形框架，就能完成其他诸如T字形和I字形等框架构件的成形。框架构件在飞机结构性部件中属于核心部件，由此“开发出了飞机结构性部件的创新性制造方法”（三菱重工）。

　　CFRP目前已经应用于波音“787”等机身和主翼的结构性部件中，而现有的制造方法通常采用手工粘接CFRP聚酯胶片（在纤维中含浸了各种树脂的成形之前的薄膜）的“手积法（hand lay-up method ）”。需要使用对结构性部件进行热硬化处理的大型加热炉。与此相比，此次的新方法由于缩短了成形时间，而且不需加热炉等初期投资，因此该公司认为“将能节约40%的成本”。据悉将以此为目标加紧进行实用开发。

　　此项研究是日本经济产业省2003年开始实施的一项名为“新一代结构性部件创制加工技术开发”的级项目的一部分。按计划，将在2007年完成材料与成形法关键技术的开发，之后开始进行实际应用的相关研究。力争2015年前后应用于小型民用客机。（记者：藤堂 安人）