航空宇宙製造における不連続長繊維（DLF）の7つの利点
航空宇宙製造業は変革期を迎えており、この変革の中心にあるのが不連続長繊維（DLF）複合材料の革新的な利用である。これらの先進素材は、従来の航空機からeVTOL（電動垂直離着陸機）やUAV（無人航空機）に至るまで、航空宇宙産業や先進モビリティ産業が効率、性能、持続可能性の新たなレベルに到達するのに役立っている。
1.パフォーマンスを高める軽量設計
DLFの複合材料は、アルミニウムやチタンのような従来の材料に比べ、大幅な軽量化を実現します。用途にもよりますが、アルミニウムの代わりに使用する場合は35%から50%、チタンの代わりに使用する場合はそれ以上の軽量化が可能です。
この軽量化は、燃費を向上させるだけでなく、航空機の積載能力を高めることにもつながり、航空宇宙と先進モビリティの分野で重要な2つの要素となっている。例えば、ビジネスジェット機では、DLFがアルミニウム製ガイドベーンを交換することで、エンジン1基あたり最大10ポンドの軽量化が可能であることが示された。
2.複雑な形状を簡単に
DLF技術の際立った特徴の一つは、自動圧縮成形によって複雑な形状を作り出す能力です。複雑な設計に対応するのに苦労する従来の連続繊 維複合材料とは異なり、グリーンツイードのXycomp® DLF™は、形状の複雑さと構造的完全性の最適なバランスを実現します。この機能により、複雑な部品の製造が簡素化されるだけでなく、部品点数や組立時間が削減され、設計が効率化されます。
Xycomp® DLF™は、設計許容値が確立された完全特性化材料であるため、エンジニアは信頼性の高い部品を容易に開発し、検証することができる。eVTOLやUAVのような、コンパクトで高度に設計された部品が不可欠な航空宇宙用途では、Xycomp® DLF™は、従来の製造方法では達成できなかった部品の製造を可能にする。
3.高い熱安定性
DLF複合材料は、従来の多くの航空宇宙グレードの材料と比較して、高い熱応力下でも優れた安定性を発揮します。アルミニウム合金部品は高温になると強度が低下することがよくありますが、DLF材料は180℃までその特性を維持するため、ジェットエンジンや高高度ドローンのような過酷な使用環境に最適です。
この弾力性により、機能を最適化するために高い耐熱性が要求される先進的なモビリティにおいて、より安全で耐久性のある性能が保証される。
4.持続可能性とリサイクル性の向上
航空宇宙メーカーは、持続可能な手法を採用する必要に迫られている。熱硬化性複合材料はリサイクル性に課題があるが、熱可塑性樹脂ベースのDLF材料は再溶解によってリサイクルできる可能性がある。
先進航空モビリティ（AAM）プロジェクトにおけるグリーン・イニシアチブは現在、市場価値のある機能としてリサイクル複合材の価値を探っており、DLFは魅力的なソリューションとなっている。熱可塑性複合材イノベーションのリーダーであるグリーン・ツイードは、すでに航空宇宙用途のリサイクル材料を試験しており、業界における循環型サプライチェーンへの道を開いている。
5.より速く、よりコスト効率の高い製造
DLFの自動圧縮成形工程は、手作業やオペレーターとのやり取りを減らすことで、生産を大幅に合理化します。自動ファイバー配置(AFP)やコボット支援バリ取りなどの機能は、高品質基準を維持しながらスループットを向上させます。
労働集約的な機械加工に頼る従来の製造方法とは異なり、DLFは複数の部品を同じパレットで扱うことができる。この技術革新により、コスト競争力を維持しながら、生産スケジュールを大幅に短縮することができる。
UAVやeVTOLのような新興領域でのラピッドプロトタイピングや生産に重点を置く航空宇宙エンジニアにとって、この効率性は画期的なものだ。
6.重要部品の耐久性向上
航空宇宙部品は、極度の力や環境ストレスに耐えることがよくあります。DLFの複合材料は、耐衝撃性を高める共成形設計などの特徴により、こうした要求に応える優れた能力を発揮します。
例えば、グリーン・ツィード社は、ビジネスジェット機のアウターガイドベーンに使用するXycomp® DLF™の設計を、ひょう衝突試験治具を用いて試験しました。この高度な試験方法については、雹衝撃試験治具を開発した理由についてのブログで詳しく説明していますが、部品が実際の衝撃に耐えられることを保証するものです。金属製リーディングエッジとDLF構造の組み合わせにより、性能の完全性を維持しながら大きな応力に耐えることができる、軽量でありながら耐久性の高いソリューションが実現しました。
これは、ベーン、ローター、カバーなど、従来の航空機や新興のモビリティ・システムの両方で継続的な応力にさらされる部品に非常に有効である。
7.認証の迅速化とリスクの軽減
航空宇宙産業における共通の課題の一つは、新素材の厳格な認 証プロセスを乗り越えることです。グリーンツイードのXycomp® DLF™は、このような厳しい基準を満たすだけでなく、事前に特性評価された広範な試験データが付属しているため、製造業者の認証プロセスを合理化することができます。グリーンツィードは、ISOおよびAS9100の認証を取得し、最高レベルの品質と信頼性を保証しています。
厳しい納期と投資家の期待から、実績のあるすぐに使える材料が求められる先進的な航空モビリティ（AAM）分野の新興企業にとって、Xycomp DLFは大きな利点となる。この材料は、要求の厳しい航空宇宙用構造材料としてすでに実用化されており、より身近で信頼性の高い選択肢となっている。
航空宇宙分野におけるDLFの未来
Xycomp® DLF™のようなDLF複合材料は、単なる材料の革新ではなく、航空宇宙製造と先進モビリティの未来を象徴するものである。重量、コスト、耐久性、持続可能性といった主要な課題に対応できることから、電気航空機、自律型UAV、さらには将来の宇宙探査機といった次世代技術に最適です。このような最先端の用途以外にも、Xycomp® DLF™は軽量で耐久性に優れた航空機の内装材などの用途にも最適です。これらの革新的な用途について詳しくは、こちらのブログをご覧ください。
アプローチの最適化
DLFコンポジットがどのようにプロジェクトを合理化し、お客様のプロジェクトに革新をもたらすか、ご興味がおありですか？グリーンツイードの専門家と協力して、お客様のニーズに合わせたソリューションを検討しましょう。