BMW、カーボンファイバーを増産へ。自動車への採用が進む 53
ストーリー by hylom
高級素材では無くなる日は来るのだろうか 部門より
高級素材では無くなる日は来るのだろうか 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、
ドイツBMWグループと炭素製品メーカーのドイツSGLグループは、炭素繊維（カーボンファイバー）の生産能力を3倍にすると発表した（日経テクノロジー、MOTOR AUTHORITY、slashdot）。
現在、同工場ではBMW社のために二つのラインが稼働しており、炭素繊維を年間3000トンを生産している。現在、生産量を年間6000トンに倍増するため、第3および第4の製造ライン増設中。こちらは2014年夏に稼働を開始する予定。さらに、製造量を年間9000トンにするため、第5、第6ラインを増設することが決定しており、2015年初頭には第6ラインまですべて完成する見込みとしている。
同工場ではCFRP（炭素繊維強化樹脂）の生産も行っており、すべてBMW社の「i」シリーズに使われている。今後、BMWはほとんどのラインナップで炭素繊維が使われることになる。炭素繊維がアルミニウムのように一般的に使用される可能性が高まってきている。
BMWは2009年に炭素繊維強化樹脂（CFRP）を量販車に使用することを発表、2014年現在で実際に採用された量販車が登場している。また、カーボンファイバー製のホイールの実用化も近い将来行われるという。
トヨタ「お、おう…」 (スコア:4, 参考になる)
炭素繊維をキャビンに使った市販量産車は、トヨタが作ったLEXUS LFAで、2009年になります。
それより前にも日産GT-Rが一部に使っていてそれが2007年。
トヨタは創業時は織機メーカだったこともあるのでしょうか、CFRP工程を内製しています。また富士重工（スバル）に出資していますが、当時スバルの自動車部門より、富士重工業が持つ航空機向けの大型CFRP成形技術(VaRTM)の方を欲しがったのだと言う話までありました。
トヨタ自動車は、年間生産量5万台程度、メイン価格帯が400万円ほどの車種に対してCFRPによる部品を適用を2015年ごろを目処に目指しているとか目指してないとか、2020年ごろには全面的にCFRPを採用した、重さを現状の6割ほどにまで低減した車種に目処を付けてるとかいろいろと噂があり、BMWとほぼ同じぐらいのタイムスケジュールで動いている感じです。
なお、2015年頃というと、プリウスがちょうどその頃になりますが、生産数と価格は違いますね…。
Re: (スコア:0)
なんかGaussみたいだな。何かトピックがあると実はGaussはもう知ってたよみたいなパターン
Re: (スコア:0)
2009年発表時のリンク先にある「スーパーカーにしか使われていなかったCFRP」のまさにその限られた使用先の例です。
2003年のカレラGTや2004年のSLRマクラーレンとかそういうのと同レベル。
BMWは早々に「年数万台の量産車種に向けてCFRPの採用」を謳ってきましたしね。
Re:トヨタ「お、おう…」 (スコア:2)
ましてやトヨタが市販車適用を開始した事をうけて「ぼくらもやってます！」アピール
トヨタの「市販車適用を開始」ってどのクルマのことでしょう。カーボンルーフのことかな
強度と軽さ (スコア:1)
車が軽くなれば、自然と燃費も上がりますからね。
電池で重くなった分、車体を軽くして強度も確保するには、
カーボンを使うのがいいという判断になったのだと思います。
部品交換の問題などもあるとおもいますけど、普及していって欲しいなぁ....
事故したときが怖い (スコア:1)
燃費は良くなるかも知らんけど、炭素繊維ってスゲー燃え易い素材ってイメージがあるから
事故したときの車の炎上対策を練らなきゃいけないような…
#素人丸出しのコメントだけどIDで
Re:事故したときが怖い (スコア:1)
Re: (スコア:0)
そりゃ紙よりは燃えにくいと思うけど鉄よりは燃えるわけですからのぅ…
繊維に工夫したりして何とかなるのかな?
Re:事故したときが怖い (スコア:1)
Re: (スコア:0)
せやせや
すでに紙よりも鉄よりもよく燃えるものを何十リットルも満載するためのタンクはカーボンよりも燃えやすい樹脂製が主流ですし
Re:事故したときが怖い (スコア:1)
繊維状にするなど工夫すれば、鉄もよく燃えると思います。
Re: (スコア:0)
これは歓迎すべきことですよね。
庶民の車にもはやく取り入れられると良いな。
Re:強度と軽さ (スコア:1)
軽くて強いけど、今の板金による修繕ソリューションが使えないんで、いざ修理となると
広範囲なモジュール毎交換ってことになるから、ボリュームゾーンの車種には
なかなか採用しにくいかもしれないよね。
ドアなんかこすって凹んでも、板金なら裏側からボコってやってその後凹凸を埋めてって方法とれるけど
こいつだとそのダメな部分だけ入れ替えるとか出来なさそうだもんなあー
バイクのFRPカウルって一回転けるとクソ高くて金がないから交換できないからガムテープでぺたりって
感じだったけど、それよりもさらに面積のデカい四輪に使うとなりゃ、さらに車となればねぇorz
Re:強度と軽さ (スコア:2, 参考になる)
> 軽くて強いけど、今の板金による修繕ソリューションが使えないんで、いざ修理となると
> 広範囲なモジュール毎交換ってことになるから、ボリュームゾーンの車種には
> なかなか採用しにくいかもしれないよね。
BMWの営業さんに聞いた話で、具体的なところをちゃんと知ってるわけじゃないのだけど、
先日BMW i3の試乗をさせてもらった時に、その辺のところを質問してみたところ、
「今の板金による修繕ソリューション」ではないけれど、結構な傷でもアッセンブリー交換とならず、
強度を維持したまま修繕可能になっているとのこと。
Re:強度と軽さ (スコア:1)
修繕できるようになっていましたか…知りませんでしたorz
#その目処が立ったから採用したのかもしれないなー
Re: (スコア:0)
フツー修理する時って、表面のコーティングを削ってカーボン面を出す。
そこにプリプレグを巻いて必要ならローピングとかする。
それが終わるとバキュームパックをかけて毛布みたいなヒーターで焼く、後は仕上げって感じ。
で、当然、均一性とかは望めないから、それにより得られるのは「使っても問題ない強度」ってだけ。
モノコックで強度と剛性をきちんとデザインしている様な時は、下手すると性格的に別物になってしまう。
高級なものほどモノコックで強度と剛性をきちんとデザインしているので修理の甲斐が無い。
単に剛性のみ十分ならオッケー的な安物では、今度はコストを払う甲斐が無い。
ってのが難しい所。
車的な大物なら強度材は梯子フレームとして破損時はビームを交換ってのが無難なんだろうけど、
接合部が増えるってのはイコールでコストアップだし故障リスクの増大だしってのでムズイかも。
外板は、すなおに化粧FRPってのが増えそうではありますが。
Re:強度と軽さ (スコア:1)
モノコックって・・・
このストーリーはフレームをカーボンに置き換える話しじゃないと思うが
Re:強度と軽さ (スコア:1)
http://www.bmw.co.jp/jp/ja/newvehicles/i/i3/2013/showroom/safety.html#carbon
Re:強度と軽さ (スコア:1)
リンク先、パッセンジャーセルと書いてますが
車体の強度にも関与してるだろうけど、フレームはアルミでしょ
Re: (スコア:0)
それとも、もっと複雑な定義があるんでしょうか。
Re:強度と軽さ (スコア:1)
外皮が強度に関与しないなんて書いてませんよ。
i3の構造体、クラッシュに関しては、アルミフレームの受け持ちでしょ。
Re:強度と軽さ (スコア:1)
リンク先の1/1の画像の中身はアルミってこと？
それとも前後（左右も？）にアルミの部品がクラッシャブルゾーンとしてくっつくってこと？
Re: (スコア:0)
カレラGTなどで採用しているのと似てますね。
外皮が強度に関与しているからモノコックではなくて、一体成型だからモノコックなんです。
カーボンで十分軽量化できるので、モノコックの利点である構造自体による軽さを捨てても回収できるのでしょう
http://car.watch.impress.co.jp/docs/news/20130730_609645.html [impress.co.jp]
で、主題の話に
Re:強度と軽さ (スコア:2)
これを見ると分かるんじゃないでしょうか。
軽さも走りも重視した（スポーツカーでもない）乗用車でモノコックを捨てたということで、ちょっとした革新かもしれません。
Re:強度と軽さ (スコア:1)
やっとわかりました。ありがとうございました。
こんな構造なら上側は脱出ポッドになりそうですね。
Re: (スコア:0)
リペアは出来るけど強度は保てないよ
そういや昔、友人がクワトロのバンパー交換で3桁逝って驚いてたな
今は大分安くなってるだろうけど
Re:強度と軽さ (スコア:1)
自転車のフレームでは「リペアした箇所の方が強度が上がる」なんて話を聞くけどな
リペア技術も進歩してるんじゃないかな？
Re:強度と軽さ (スコア:1)
「強度が上がるからダメ。」、なのが自転車の場合。
自転車のフレームだと弾性力も考慮する必要がががが。
＃「修理ついでに自分の好みに剛性を弄って・・・」とかで値段を計算したら、新品の中級のカーボンフレームの買える値段になった。
Re: (スコア:0)
わたしも驚いた
まさかバンパー一個数百円だとは・・・
Re:強度と軽さ (スコア:1)
マテ、「円」とは言ってないから、ドルやユーロかもしれん。
バンパー交換で数百ドル・ユーロ……普通やん。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
ちょっと心配なのはリサイクルだったりする。
カーボンって言っても色々あるし。
Re: (スコア:0)
ですね、「カーボンの粉砕繊維は、石綿のそれと酷似している」と言う展示を見た事があるので、真偽は別として気になります。
Re:強度と軽さ (スコア:2, 興味深い)
当初はいろいろ言われていたけど、ナノチューブやら炭素繊維やらはほぼ毒性が無さそう、という感じになりつつある。毒性があるという報告もあるけど、まあ、有るか無いかが議論になる程度に低い毒性ではありそう。
#これに比べると、石綿は顕著に毒性が出る。
ここ数年の研究で、石綿の発癌性のメインの部分は鉄を中心とした重金属イオンの溶出によるものらしい、という事が見えてきている。
きちんと作られたカーボンファイバーやらナノチューブは繊維内には重金属をほぼ含まないので、同じメカニズムでの毒性が働きにくいとは言えそう。
石綿：細かい繊維状なので排出されない → 重金属が溶け出し炎症を起こす → 癌化
炭素繊維：細かい繊維状なので排出されない → ただし重金属は出てこない
#もちろん、違うメカニズムでの毒性がある事は否定出来ないし、ナノチューブなんかは作成時の触媒を
#ちゃんと除去してないと重金属が入っている可能性もあるけど。
Re: (スコア:0)
カーボン自体でもアレルギーは居ますよ。
グラスファイバーと同じ感じでカーボンファイバーを削って居たら手が真っ赤に腫れたオヤジを知っている。
当人がビビって居たけど、奥さんが「ああカーボンアレルギーね」と簡単に言ったのが印象的だった。
Re:強度と軽さ (スコア:2)
発癌性とアレルギーとは全然別の話ですよね。
アレルギーの人が居るから危険なんて言い出したら、小麦、卵、落花生、乳、そばなどで自動車のボディを作るのもダメになっちゃいます。
Re: (スコア:0)
それアレルギーでは無くただの炎症かも
CFRPのカーボン繊維とかGFRPのガラス繊維とか
細かい針状なので目に見えない細かさで
皮膚に刺さって痛し痒し。
アルミや鉄、木でも切削粉刺さるけど
そちらは一応ルーペで見える大きさのことが多い
Re:強度と軽さ (スコア:1)
お菓子の車ですな
Re: (スコア:0)
そんな難しいことを考えずにプラゴミとして燃やしてしまうことは出来ないの？
Re: (スコア:0)
いわゆるCFRPは母材がエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂なので、
燃やして処分、という事ができません。
最近は熱可塑性樹脂を母材に使う方法もあり(CFRTPと呼ばれています)、
こちらは文字通り熱で溶けるのでリサイクルも容易です。
BMW i3もボディパネルをプレス成型で作っているそうなので、
ひょっとしたら CFRTPを使用しているかもしれません
Re: (スコア:0)
そうなの？有機樹脂なんざ400℃もあればなんでも炭化するのでは？
Re: (スコア:0)
車に使われるようになれば量産効果でどんどん安くなるから他の業界でもメリットは大きいね。
バイクや施設関連の修理でいろんな素材を使ってる感覚としては、一番強いのは鋼。次にFRPだけど、製作や維持で難がある。アルミは特殊なものを除き半分～1/3程度の強度しかなく、プラスチックはさらにその半分ってとこ。
CFRPは鋼と遜色なく使え、ものすごく軽い。
まぁ一番大きいのは見た目と軽さで、同じ強度で比べたら細すぎ薄すぎ軽すぎるから大丈夫だと思っててもやっぱり怖い。
たぶん車のドアなんか0.3mmくらい、窓ガラスとドアフレームが同じ重さになるんじゃないかな。
Re:強度と軽さ (スコア:1)
との感覚、非常に参考になるのですが、強さを比較する基準は大きさ（太さ・厚さ）ですか？
同じ重さにしようと思うと、アルミは鉄の3倍近くになるし、プラスチックに至っては非現実的なサイズになりそうなので。
Re: (スコア:0)
>たぶん車のドアなんか0.3mmくらい、窓ガラスとドアフレームが同じ重さになるんじゃないかな。
んなバカな。
0.3mmはプリプレグ1層でしかない。
それでは全然機械強度が足りない。
せめて4層程度にしないとまともに使えないぞ。
一回のダメージで割れてしまう。
現実的な耐久性や剛性を考えれば、10層位は欲しいところだ。
でもそうすると2.5mm厚程度にはなってしまう。
その上、表層のカバーの為に化粧カーボンを1層にポリエステルを被せてってなると、3mm位にはなるよ。
それですら平板では機械的動作（ドアの開け閉めね）には難が出るだろうから、実際はドアのフレームにはボックス構造位は作るだろ。
Re: (スコア:0)
カーボンボンネットなんかは事故った時にグシャッと潰れずにそのままフロントガラスに突き刺さってくるとか聞いたことがあります
どの部位に使用するのか知りませんが、安全性も気になるところ
//突き刺さってきたボンネットでギロチン状態になってたとか
けよりな (スコア:1)
その昔、マスターカーボンと言われた人（？）が居てだな…
＃CFRPって塗膜がはがれやすいというイメージなのですがそのへんの問題はたぶんクリアされたのでしょうねgesaku
使い捨て上等 (スコア:0)
BMWや欧州の自動車が再生困難材料を使用しても、綺麗な廃棄物処理なのでしょう。
カーボン・グラスファイバー＋熱硬化性樹脂バインダーなんて、粉砕埋め立て以外どう処理しろと。
Re:使い捨て上等 (スコア:1)
結構そこらへん考えてて廃棄CFRPをリサイクルして量産化してると
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1401/24/news016_3.html [atmarkit.co.jp]
日本(NEDO)は、やっぱ熱硬化って扱いづらいから、熱可塑に未来を見いだそうぜ!
ってやってるみたいだけどねー
Re: (スコア:0)
熱可塑性ってまだ研究段階でしたっけ？
２～3年くらい前に熱可塑性樹脂のカーボンファイバー強化プラスチックを使う
シティカーのコンセプトモデルをゴードン･マーレイが作っていた記憶が有るんですが。
Re: (スコア:0)
カーボン製品およびカーボン製部品によって生じた残留物は、生産工程に戻したり、別の分野で再利用できる貴重な素材なのです。
http://www.bmw.co.jp/jp/ja/insights/corporation/bmwi/sustainability.ht... [bmw.co.jp]