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Design and fabrication of multilayered sheet by metallic face and composite core with three-dimensional periodic structure

三维周期结构金属面复合芯多层板的设计与制造

基本信息

批准号：
20H00300
负责人：
柳本潤
金额：
$ 23.21万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

複層構造は、優れた機械的特性を発現する構造である。本研究では、金属被覆材（フェースシート）に挟む連続／非連続炭素繊維CFRPコア材の３次元幾何構造を制御することで、多様な力学特性を持つ薄板材料を創造し、製作し、評価することを目的とする。具体的には、1）メタルフェースと３次元周期構造を持つ樹脂あるいは炭素繊維強化複合材料コアからなる複層構造の、コア構造を最適化する方法　2）得られた構造を熱溶解式3Dプリンタ（樹脂あるいは熱可塑性短炭素繊維強化複合材料（CFRTP）を模擬）ならびに光造形式3Dプリンタ（熱硬化性長繊維強化複合材料CFRPを模擬）造形しフェースシートを接合したプロトタイピング　3）以上で提示されたコアを、樹脂または炭素繊維強化複合材料の、デジタルサーボプレスと金型を利用した温間スタンピング成形で作製しフェースシートと接着して薄板化の、３つの段階（ステージ）を研究対象とする。コアの3次元立体構造の決定にはトポロジー最適化を利用し、最適化された構造の造形には３Dプリンタを用い、フェースシートとの接着は曲げ剛性評価には、既存設備であるオートクレーヴやサーメックマスターを利用する。一連の研究を通して、機械的特性（強度）と二次加工性（延性）という相反する特性を同時に満足させる方法について検討を実施する。

Multi-layered structures are characterized by excellent mechanical properties. This study aims at the creation, fabrication and evaluation of thin plate materials with multi-dimensional geometric structures and mechanical properties of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) materials coated with metal. Specific characteristics: 1) Three-dimensional periodic structure: resin: carbon: dimensional reinforced composite material: multilayer structure Method 2: Structure optimization and thermal solution 3D optimization (resin) thermoplastic short carbon fiber reinforced composite (CFRTP) simulation) The above tips indicate that the carbon fiber reinforced composite material is formed by using the temperature control method and then thinned by using the temperature control method. The determination of three-dimensional structure is based on optimization of 3D structure, optimization of 3D structure, evaluation of rigidity of existing equipment, optimization of 3D structure, optimization of 3D structure, optimization of 3D structure and optimization of 3D structure. Research on mechanical properties (strength), secondary workability (ductility), reverse properties, simultaneous research methods and implementation