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BASF:Ultramid Advancedにカーボン繊維強化された新グレードを追加

  • 2021/03/25
  • Motor Fan illustrated編集部
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BASFは、カーボン繊維を20、30および40%強化したUltramid Advanced(ウルトラミッド アドバンスト)を新たに追加し、ポリフタルアミド(PPA)のポートフォリオを拡充する。

 これら新素材により、部品の超軽量化を実現し、また、導電性を備えているため剛性と強度を失うことなく、安全にアルミニウムやマグネシウムとの代替が可能になる。さらに、既存のUltramid Advanced N(PA9T)の特長である、低吸水性による寸法安定性や、優れた耐薬品性と耐加水分解性、高強度かつ高弾性も有しており、一般的なカーボン繊維強化PPAの中でもユニークなものとなっている。この新しくカーボン繊維強化されたUltramid Advancedは、ボディ、シャーシ、パワートレイン、ポンプ、ファン、ギア、コンプレッサなどの自動車構成部品や、家庭用製品の超軽量部品の製造に使用可能。BASFはこの製品により、50を超えるグレードをもつPPAポートフォリオをさらに拡充する。

 カーボン繊維で強化されたUltramid Advancedの機械的性能は、カーボン繊維の含有量と添加剤によって調整可能。例えばカーボン繊維含有量40%のUltramid Advanced N3HC8は、マグネシウムやアルミニウムよりも80°C(条件付き)において優れた強度と弾性率を示している。

「カーボン繊維を使用した、この新しいUltramid Advanced CFグレードは、金属の代替素材として理想的です。素材特性の観点からだけでなく、近年は各国のマグネシウム生産において安全上の問題が発生しており、供給の見通しが難しくなっています。さらに、マグネシウムやアルミニウムから部品を製造するには追加の後工程や金型が必要となり、システムコストが増加します。BASFのUltramid Advanced CFグレードでは、25%から30%の部品軽量化も実現させ、これまでの金属製に代わる、安全でコスト効率が高い、高性能な代替品の提供を可能にします」とBASF・PPAビジネスマネジメントのマイケル・ピラスキー氏は述べている。

 BASFのシミュレーションツールUltrasim(ウルトラシム)を用いることで金型流動解析と成形部品に最適な金型の開発が可能になり、Ultramid Advanced CFグレードは、さまざまな産業において機能性の統合と軽量化を実現する。構造部品やパワートレイン部品を軽量化することで、電気自動車や燃料電池車の航続距離を伸ばすことができる。また、高剛性かつ高強度、優れた寸法安定性、超軽量性と加工性などの利点から、家庭用電子機器の軽量で薄型の精密構造に貢献する。さらに、寸法安定性、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性にも優れているため、ポンプやコンプレッサのような、重量があり、高負荷で使用期間が長い産業機器の製造を容易にする。

 カーボン繊維で強化されたPPA化合物は、ガラス繊維強化ポリアミド(PA)よりも軽量で高い引張弾性率を示しており、カーボン繊維を20wt%強化したPPAグレードは、ガラス繊維50%充填したPA6やPA66よりも約20%軽量。また、カーボン繊維強化20%のUltramid Advancedの引張強さは、ガラス繊維を50%充填された強化ポリアミドと同等以上で、優れた加工性を示している。Ultramid Advanced N3HC8は、高温下でのエージングも非常に安定しており、120°Cで5000時間、また150°Cで3000時間のヒートエージング後でも、引張弾性率をほぼ100%維持している。

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