炭素繊維のデジタルマイクロスコープでの観察・測定

炭素繊維とは

PANプリカーサーと呼ばれるアクリル繊維（ポリアクリロニトリル繊維）を約1000℃の高温で焼き、炭化させた繊維です。 PANプリカーサーの直径は1本当たり5～15ミクロンで髪の毛の約10分の1にすぎませんが、引っ張り強度は鉄の約10倍、密度（体積当たりの質量）は約4分の1で、比強度（重量当たりの強度）は約40倍あります。強度（壊れにくさ）だけでなく弾性率（変形のしにくさ）にも優れた材料です。

CFRPとは

CFRP （Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）はFRPの一種です。
FRPは、2つ以上の素材を組み合わせた複合材料（コンポジット）で、プラスチックを母材とし、繊維を強化材として加えることで、高剛性・高強度を実現しています。FRPの中で、炭素繊維（カーボンファイバー）を強化材として加えたものをCFRPと呼んでいます。高剛性、高強度に加え、導電性・耐熱性・低熱膨張性・自己潤滑性・X線透過性といった特徴も備えた素材です。
非常に優れた素材ですが、GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）と比べ高価です。
また、加工が難しく、色が黒ずんだり、表面が繊維形状になってしまうといったデメリットもあります。

炭素繊維の活用例

炭素繊維は幅広い業界で活用されています。ここでは主な活用例について紹介します。

自動車・バイク

用途：ルーフ・スポイラー・シートフレーム・ホイール・マフラーカバー・ボディーフレーム

宇宙業界

用途：ロケット・人工衛星部品

航空業界

用途：機体・ヘリコプターブレード

鉄道

用途：車体・車両台車

産業機械

用途：ロボット部品・搬送装置のハンド・アーム・フレーム

電化製品

用途：PC筐体・ハウジング・スマートフォンカバー

日用品

用途：眼鏡・サングラスフレーム・ヘルメット

圧力容器

用途：CNGタンク・水素タンク・消防用空気ボンベ

医療機器

用途：X線撮影装置天板・X線フィルムカセット

福祉・介護

用途：車椅子・義足・アシストスーツ

スポーツ業界

用途：ゴルフクラブシャフト・テニスラケット・自転車フレーム

レジャー業界

用途：釣り竿・ヨット・クルーザー・スキー・スノーボード

デジタルマイクロスコープによる炭素繊維の観察・測定事例

キーエンスの4Kデジタルマイクロスコープ「VHXシリーズ」を用いた炭素繊維の観察・測定の最新事例を紹介します。

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