JP5574835B2 - ハニカムコアサンドイッチ構造体 - Google Patents
ハニカムコアサンドイッチ構造体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5574835B2 JP5574835B2 JP2010134979A JP2010134979A JP5574835B2 JP 5574835 B2 JP5574835 B2 JP 5574835B2 JP 2010134979 A JP2010134979 A JP 2010134979A JP 2010134979 A JP2010134979 A JP 2010134979A JP 5574835 B2 JP5574835 B2 JP 5574835B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- honeycomb core
- skin
- carbon fiber
- thermal expansion
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 69
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 69
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 claims description 36
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 70
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 22
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 22
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Description
また、ハニカムコアの軸方向の熱膨張係数が負の熱膨張係数であり、表皮の表面と直交する方向の熱膨張係数は、含浸樹脂の熱膨張係数が支配的となり、正の熱膨張係数となる。そこで、表皮の表面と直交する方向に関し、表皮の正の熱膨張係数がハニカムコアの負の熱膨張係数により差し引かれ、零又は小さな値となる。
図1はこの発明の実施の形態1に係るハニカムコアサンドイッチパネルの構成を説明する分解斜視図、図2はこの発明の実施の形態1に係るハニカムコアサンドイッチパネルにおけるハニカムコアの構成を説明する図であり、図2の(a)はハニカムコアを構成するCFRPの第1プリプレグシートの炭素繊維方向を示し、図2の(b)はハニカムコアを構成するCFRPの第2プリプレグシートの炭素繊維方向を示している。図3はこの発明の実施の形態1に係るハニカムコアサンドイッチパネルにおけるハニカムコアの製造方法を説明する要部断面図、図4は比較例のハニカムコアサンドイッチパネルのユニットセルにおける熱歪みを示す模式図、図5はこの発明の実施の形態1に係るハニカムコアサンドイッチパネルにおける熱膨張係数の測定方法を説明する図である。
ここで、ハニカムコアサンドイッチパネル1の面内方向のうち、ハニカムコア3のリボン方向をX軸方向、ハニカムコア3のセル幅(セルサイズ)方向をY軸方向、パネルの面外方向をZ軸方向とする。また、炭素繊維の配向方向を示すために、表皮2とハニカムコア3の座標系を示す。表皮2では、0°方向をX軸方向とし、90°方向をY軸方向とする。ハニカムコア3では、0°方向をZ軸方向とし、90°をX軸方向とする。
まず、例えば、長さ方向が揃えられた表皮用炭素繊維としての高弾性炭素繊維M60J(東レ製)の集合体に含浸樹脂としてのシアネート樹脂EX1515(TENCATE製)を含浸させた1軸配向のシート(プリプレグシート)を作製する。このプリプレグシートは、炭素繊維の方向がプリプレグシートの長さ方向に一致している。ついで、プリプレグシートを前に置いたプリプレグシートに対して一定の角度をもつように順次積み重ね、重ねたプリプレグシートの積層体に180℃程度の熱、および3気圧程度の圧力をかけて硬化させて表皮2を作製する。ここで、プリプレグシートは、例えば、最初の1枚を置いた方向を基準としてこれを0°とし、0°、60°、−60°、−60°、60°、0°の順で6枚重ねる。あるいは、0°、45°、−45°、90°、90°、−45°、45°、0°の順で8枚重ねてもよい。このように作製されたCFRPからなる表皮2は、表面と平行な全ての方向について性質をほぼ等しくする擬似等方性を有する。
ハニカムコアサンドイッチパネル1は、図5に示されるように、レーザ反射鏡12を一対の表皮2に接着固定されてサンプル支持台13に載置され、恒温槽14内に配置される。恒温槽14内の温度を制御して、ハニカムコアサンドイッチパネル1の温度を変化させる。そして、レーザフォーカス変位計15からレーザ光を照射し、レーザ反射鏡12からの反射光を受光し、加熱によるハニカムコアサンドイッチパネル1の変位量を測定し、熱膨張係数を算出した。
ここで、ハニカムコア3は、弾性率が約900GPaの超高弾性炭素繊維K13Cを用いているので、ハニカムコア3のZ軸方向の熱膨張係数が、表皮2および接着剤4のZ軸方向の正の熱膨張係数をほぼ相殺する大きさの負の熱膨張係数となる。また、炭素繊維は、炭素繊維の弾性率が大きくなるほど熱膨張係数が小さくなり、弾性率が600GPa以上で、熱膨張係数がほぼ一定となる特性を有する。そこで、ハニカムコア3を構成する炭素繊維には、600GPa以上の弾性率を有する炭素繊維を用いることが好ましい。
図6はこの発明の実施の形態2に係るハニカムコアサンドイッチパネルの構成を説明する分解斜視図、図7はこの発明の実施の形態2に係るハニカムコアサンドイッチパネルにおけるハニカムコアの構成を説明する図であり、図7の(a)はハニカムコアを構成するCFRPの第1プリプレグシートの炭素繊維方向を示し、図7の(b)はハニカムコアを構成するCFRPの第2プリプレグシートの炭素繊維方向を示し、図7の(c)はハニカムコアを構成するCFRPの第3プリプレグシートの炭素繊維方向を示している。
長さ方向が揃えられたピッチ系の超高弾性炭素繊維K13C(三菱樹脂製)の束を直交するように編み込んで作製された集合体にシアネート樹脂EX1515(TENCATE製)を含浸させて、直交する二軸配向のプリプレグシートを作製する。このように作製された3枚のプリプレグシートを、炭素繊維の長さ方向が互いに一致するように重ね、母材シートを作製する。
したがって、上述の比較例のハニカムコアサンドイッチパネルの面外方向の熱膨張係数(0.68ppm/K)との差分である0.38ppm/Kがハニカムコアの歪みによる影響である。
Claims (5)
- ハニカムコアと、該ハニカムコアの両側両面を覆う一対の表皮と、を有するハニカムコアサンドイッチ構造体において、
上記一対の表皮のそれぞれは、表皮用炭素繊維が擬似等方性を有するように配列された表皮用炭素繊維強化プラスチックで作製され、
上記ハニカムコアは、コア用炭素繊維をその長さ方向が互いに直交するように編み込んだ炭素繊維集合体に樹脂を含浸させてなるプリプレグシートをコア用炭素繊維の長さ方向が互いに45°ずれるように回転させて積層一体化してなるコア用炭素繊維強化プラスチックで作製され、該コア用炭素繊維強化プラスチックを構成する該コア用炭素繊維の長さ方向の一つが上記表皮の表面と平行となっており、
上記ハニカムコアのリボン方向をX軸方向、セルサイズ方向をY軸方向,および上記リボン方向と上記セルサイズ方向と直交する方向をZ軸方向としたときに、上記ハニカムコアの上記Z軸方向の熱膨張係数が負であることを特徴とするハニカムコアサンドイッチ構造体。 - ハニカムコアと、該ハニカムコアの両側両面を覆う一対の表皮と、を有するハニカムコアサンドイッチ構造体において、
上記一対の表皮のそれぞれは、表皮用炭素繊維が擬似等方性を有するように配列された表皮用炭素繊維強化プラスチックで作製され、
上記ハニカムコアは、コア用炭素繊維をその長さ方向が互いに直交するように編み込んだ炭素繊維集合体に樹脂を含浸させてなるプリプレグシートをコア用炭素繊維の長さ方向を互いに一致するように3層以上積層一体化してなるコア用炭素繊維強化プラスチックで作製され、該コア用炭素繊維強化プラスチックを構成する該コア用炭素繊維の長さ方向が上記表皮の表面に直交する線分に対して±45°傾斜しており、
上記ハニカムコアのリボン方向をX軸方向、セルサイズ方向をY軸方向,および上記リボン方向と上記セルサイズ方向と直交する方向をZ軸方向としたときに、上記ハニカムコアの上記Z軸方向の熱膨張係数が負であることを特徴とするハニカムコアサンドイッチ構造体。 - 上記ハニカムコアのX−Y面内の方向の引張り剛性が上記表皮のX−Y面内の方向の引張り剛性と同等以上となるように調整されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のハニカムコアサンドイッチ構造体。
- 上記ハニカムコアの上記Z軸方向の負の熱膨張係数が上記表皮の上記Z軸方向の熱膨張係数を相殺する大きさに調整されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のハニカムコアサンドイッチ構造体。
- 上記コア用炭素繊維は、600GPa以上の弾性率を有することを特徴とする請求項4記載のハニカムコアサンドイッチ構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010134979A JP5574835B2 (ja) | 2010-06-14 | 2010-06-14 | ハニカムコアサンドイッチ構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010134979A JP5574835B2 (ja) | 2010-06-14 | 2010-06-14 | ハニカムコアサンドイッチ構造体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012001013A JP2012001013A (ja) | 2012-01-05 |
JP5574835B2 true JP5574835B2 (ja) | 2014-08-20 |
Family
ID=45533508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010134979A Expired - Fee Related JP5574835B2 (ja) | 2010-06-14 | 2010-06-14 | ハニカムコアサンドイッチ構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5574835B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020122197A1 (ja) | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 三菱電機株式会社 | ハニカムサンドイッチパネル、光学装置および人工衛星 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101629669B1 (ko) * | 2014-05-26 | 2016-06-14 | 한국과학기술원 | 우주구조물 복합 쉴딩 구조체 |
WO2016031667A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | 三菱電機株式会社 | ハニカムサンドイッチ構造体およびその製造方法 |
US10507607B2 (en) * | 2015-05-21 | 2019-12-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Honeycomb core, honeycomb sandwich structure, and honeycomb core manufacturing method |
WO2018189876A1 (ja) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | 三菱電機株式会社 | ハニカムサンドイッチ構造体及びその製造方法 |
CN115352078A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-18 | 上海复合材料科技有限公司 | 复合材料蜂窝及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03503868A (ja) * | 1988-04-29 | 1991-08-29 | フエル,バリイ・エム | 強化熱可塑性樹脂ハニカム構造体 |
US5498462A (en) * | 1994-04-01 | 1996-03-12 | Hexcel Corporation | High thermal conductivity non-metallic honeycomb |
CA2144295C (en) * | 1995-03-09 | 2005-05-24 | Germain Belanger | Core-board |
JP3535024B2 (ja) * | 1998-10-09 | 2004-06-07 | 昭和飛行機工業株式会社 | バイセクトタイプの繊維強化プラスチック製のハニカムコアの製造方法 |
JP2000127271A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-09 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | 繊維強化プラスチック製のハニカムコアの製造方法 |
JP2003191360A (ja) * | 2001-12-27 | 2003-07-08 | Nth Sekkei & Kaisei Keisan:Kk | 多重ハニカム構造体の製造方法および多重ハニカム構造体 |
JP2010083079A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Nippon Zeon Co Ltd | ハニカムコアの製造方法 |
-
2010
- 2010-06-14 JP JP2010134979A patent/JP5574835B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020122197A1 (ja) | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 三菱電機株式会社 | ハニカムサンドイッチパネル、光学装置および人工衛星 |
DE112019005629T5 (de) | 2018-12-13 | 2021-07-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Optische Vorrichtung |
US11391913B2 (en) | 2018-12-13 | 2022-07-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical device |
US11506865B2 (en) | 2018-12-13 | 2022-11-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Honeycomb sandwich panel, optical device, and artificial satellite |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012001013A (ja) | 2012-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5574835B2 (ja) | ハニカムコアサンドイッチ構造体 | |
JP6377268B2 (ja) | ハニカムコア、ハニカムサンドイッチ構造体およびハニカムコアの製造方法 | |
JP6394818B1 (ja) | ハニカムサンドイッチ構造体及びその製造方法 | |
JP5836885B2 (ja) | 先進グリッド構造体の製造方法、先進グリッド構造体、および先進グリッド構造体を適用した宇宙望遠鏡 | |
EP1454737B1 (en) | Composite material and method of manufacturing the same | |
US20090011175A1 (en) | Advanced grid structure | |
JP2008207523A (ja) | X線カセッテ用パネル | |
JP6157186B2 (ja) | 繊維強化複合材料構造体の製造方法 | |
Steeves et al. | Design, fabrication and testing of active carbon shell mirrors for space telescope applications | |
JP7439451B2 (ja) | 炭素繊維強化プラスチック構造体、その製造方法および測定器 | |
Hara et al. | CFRP laminate out-of-plane tensile modulus determined by direct loading | |
Utsunomiya et al. | Development of CFRP mirrors for low-temperature application of satellite telescopes | |
Chen et al. | Carbon nanotube optical mirrors | |
US20050141108A1 (en) | Cryogenic telescope using hybrid material for thermal stability | |
CN113253367A (zh) | 碳纤维复合材料制成的光学镜 | |
JP5078865B2 (ja) | 積層複合材料及び積層複合材料の製造方法 | |
RU2468968C1 (ru) | Формостабильная корпусная платформа из композиционного материала (варианты) | |
Pryor | Hygrothermal stability of laminated CFRP composite mirrors | |
Baghsiahi et al. | Design, simulation and manufacturing a CFRP prototype mirror for active/adaptive optics | |
KR20060045394A (ko) | Cfrp 정반 | |
JP7118312B1 (ja) | 積層体、積層体製造方法、及び宇宙構造物 | |
JP2004009453A (ja) | グリッド構造およびその作製方法 | |
Cavallaro et al. | Cold temperature effects on consistent and architecturally hybridized woven kevlar/epoxy laminates | |
Kendrew et al. | Finite element analysis of carbon fiber composite adaptive mirrors | |
Chen et al. | Thermal expansion of honeycomb sandwich panels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120927 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140328 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140603 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140701 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5574835 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |