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高機能素材・加工

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振動減衰性の改善とは?課題と対策・製品を解説

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炭素繊維複合材における振動減衰性の改善とは?

炭素繊維複合材(CFRP)は、軽量かつ高強度であることから航空宇宙、自動車、スポーツ用品など幅広い分野で利用されています。しかし、その特性上、振動を吸収しにくいという課題があります。本テーマでは、CFRPの振動減衰性を向上させるための技術や材料開発について解説します。

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「ハネナイトゲル」は、何もしない時に対して、約70%の衝撃吸収力があり、一般の天然ゴムに比べて約2倍の衝撃吸収力があります。
また、低周波領域(21~50Hz)においての防振性にも優れています。
さらに、同等の硬度を示す他社材ゲルに比べてブリード特性に優れています。
標準ゲル(HGN-25)と帯電防止ゲル(HGN-A30)をご用意しております。

【特長】
○衝撃吸収材・緩衝材として効果的
○低周波領域の防振効果に優れている
○ブリード特性に優れている(他社品より1,000時間で約10倍以上の効果)
○耐候性があり屋外使用可能
○様々な加工・成形が可能

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

緩衝材『ハネナイトゲル』【耐ブリード特性・衝撃吸収・振動吸収】

当社では、制振性と成形加工性に優れた、高機能素材
『WAVLESシリーズ』を取り扱っております。

成形加工性に優れ、切削、鋳造をはじめ、熱間、冷間加工、溶接、
プレス加工、機械加工などさまざまな加工が可能。(WAVLES1・WAVLES2のみ)

また、幅広い振動吸収周波数に対応しており、
振動モードに応じて、好適な制振金属を選定できます。

【特長(WAVLES1・WAVLES2)】
■画期的な制振性能を誇る
■金属そのものが振動を吸収
■振動吸収性、吸音性に優れる

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

制振材『WAVLESシリーズ』

『ソルボセイン』は、衝撃吸収に優れた特性を持つ素材です。

分子構造の設計段階で特別の工夫が施されたポリオールとMDIからなる
エーテル系ポリウレタンで、従来のゴムとは物性が異なります。

特に硬度は通常のJIS(A)では0-25の範囲の超軟質ウレタンであり
Shore(00Scale)硬度計では、30-70となっています。

【用途】
■情報機器
■通信機器
■精密機器
■AV機器
■搬送機器

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

衝撃吸収素材『ソルボセイン』

Eガラス長繊維スーパーウールマットはガラス長繊維を解繊装置を用いて、ガラス綿状にし、これをニードルパンチ機により針刺方式にてフェルト状に成型したものです。詳しくはお問い合わせ、もしくはカタログをダウンロードしてください。

SWM(スーパーウールマット)

『フラックス繊維』は、ガラス繊維やアラミド繊維と比較して、高い衝撃
吸収性をもった繊維です。

CFRPのCF層間にフラックス層を追加することで、表面衝撃や振動を吸収し、
複合体全体としての耐衝撃性、耐振動性を向上。

これらの特⾧を生かして、スポーツ、自転車、自転車内装、工業部品などの
分野で応用されております。

【特長】
■軽い
■強い
■衝撃吸収
■振動吸収

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

素材『フラックス繊維』

CFRPとはカーボンファイバーで強化したプラスチックです。

===== 特 長 =====

◆軽  量・・・鉄の1/4以下
◆高 強 度・・・鉄以上
◆高 剛 性・・・鉄以上
◆寸法安定・・・ゼロ熱膨張
◆高熱伝導・・・金属同等
◆振動減衰

CFRPコンポジット

当社では、静電気植毛加工を行い、素材に新たな機能を付加します。

静電気植毛加工はフロッキー加工とも呼ばれ、基本的に静電塗装等と
同じ原理で高圧静電界における静電吸引力を利用し、あらかじめ接着剤を
塗布した基材に短繊維(パイル)を垂直に投錨させるもので、その後
接着剤層を乾燥(キュアリング)させることにより投錨したパイルを
固定させ必要な強度を得る加工です。

パイルの飛昇方向によって4種類の加工方法があり、加工基材の形状や
加工される部位等によって選択されます。

【主な効果と製品】
■結露防止効果:エアコンの噴出し、エアコンのダクトなど
■美観効果:自動車内装部分、宝石箱、ディスプレー台など
■通気性効果:ゴム手袋内部、エアーフィルターなど
■遮光効果:カメラフード内面、メーターパネル内面など
■摩擦、制動効果:精密機器搬送部分、ローラーパーツ、グリップ部分など
■アンカー効果:医療部品など

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

静電気植毛加工サービス

ミネラルキャスティングは、大きな将来性をもつエンジニアリング素材です。

【特徴】
・高い振動減衰性:加工精度の向上に寄与します。
・優れた熱安定性:加工精度や稼働率の向上に貢献します。
・常温注型で製造され、また高精度な接着が可能なため設計の自由度が大きくなります
(配線、ダクト、ガイド取付座の事前埋め込みが可能)。
・製造時のCO2は、80%近く削減可能です(鋳物比、ドイツ本社調べ)
・絶縁性材料です。
・耐水性、および多くの切削油や冷却剤に対する耐性を有します。
・豊富にある材料を用いエコロジカルに生産しているため、長期的に安定した供給が可能です。
・X線の遮断性を有します(一部製品)。
・良好なリサイクル性:粉砕して道路工事の砕石に利用されます。

【紹介動画は以下のURLからご覧ください】
https://www.youtube.com/watch?v=1LyzKSPOTIA

※各種アプリケーション実績進呈中
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

機械構造体 高機能材料 ミネラルキャスティング/ミネラルキャスト

TIP compositeはCFRPの専業メーカーで、設計、解析から製造、検査、出荷まで一貫生産を行えます。

業界トップクラスのCFRP成形技術で、様々な産業分野の課題を解決します。
軽くて強いカーボン(CFRP)は半導体製造装置部品や搬送装置等で実績多数!
製品の軽量化や生産性UPも叶えます。

CFRPは軽量で、振動減衰率に優れ、装置部品に適した素材です。

その他にも装置部品を金属からCFRPに置き換えるメリット多数!
【CFRPを使用する主なメリット】
■軽量で比強度に優れているため、製造ラインの省力化を実現。エネルギーコスト低減によりCO2排出量の削減も可能。
■振動減衰性に優れ、搬送装置において高速化かつ高精度により生産性が向上する。
■熱膨張率が低く、高温下でも機能的特性の低下が少ない。
■X線透過性に優れているため、少ない照射量・被曝量で鮮明な画像が撮影可能。

使用用途に合わせて材料・積層設計を行うことで、メリットを最大限生かした装置部品を制作することができます。

様々なメリットを持つCFRPの使用をぜひご検討ください。

軽量化と高強度を両立!製造ラインの改善で生産性30%UPも!

『WAVLES COAT』は、優れた制振効果により、騒音のもととなる
物体の振動を速やかに減少させ防音効果を発揮する制振塗料です。

ナノサイズからミクロンサイズの大きさ・形状の異なる制振フィラーを
高充填することにより、塗布型タイプとして大きな損失係数を示します。

【特長】
■施工面に合わせた加工不要
■重量が軽い(比重1.2~1.3)
■水性タイプで環境にやさしい
■難燃性(難燃タイプのみ)
■塗布方法が選択可能

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

制振塗料『WAVLES COAT』

従来の制振材と比較しても2倍以上の振動吸収性能を有している『有機高分子ハイブリット系制振材料』のご案内です。

圧電・誘電・導電性材料を高分子に分散混合制御した新技術に基づく材料で出来ているため、従来では到達し得なかった高性能、軽量化が要求される分野や必要とされる周波数領域に対応する高性能制振材です。

【特長】
・効率的な防音対策

・機器類の微振動対策

・大幅な軽量化

※その他機能や詳細については、カタログダウンロードもしくはお問い合わせ下さい。

有機高分子ハイブリット系制振材料

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炭素繊維複合材における振動減衰性の改善

炭素繊維複合材における振動減衰性の改善とは?

炭素繊維複合材(CFRP)は、軽量かつ高強度であることから航空宇宙、自動車、スポーツ用品など幅広い分野で利用されています。しかし、その特性上、振動を吸収しにくいという課題があります。本テーマでは、CFRPの振動減衰性を向上させるための技術や材料開発について解説します。

課題

固有振動数の高まりによる共振リスク

CFRPは剛性が高いため、固有振動数が高くなりやすく、特定の周波数で共振が発生しやすくなります。これにより、構造物の破損や騒音・振動の増幅を引き起こす可能性があります。

材料本来の減衰能の低さ

炭素繊維自体は金属に比べて減衰能が低く、複合材全体としても振動エネルギーを効率的に吸収しにくい性質を持っています。これが、振動が伝播しやすい原因の一つです。

構造設計の制約

振動減衰性を高めるために構造を複雑化させると、製造コストの増加や重量増につながる可能性があり、CFRPの利点を損なう場合があります。

異種材料との界面問題

減衰材を添加したり、異種材料と積層したりする場合、炭素繊維との界面接着性や耐久性が課題となることがあります。

​対策

高減衰性マトリックス樹脂の採用

ゴムライクな特性を持つ高減衰性ポリマーをマトリックス樹脂として使用することで、複合材全体の振動吸収能力を高めます。

粘弾性材料の積層・インサート

層間に粘弾性シートやダンパー材を挟み込むことで、振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、減衰効果を発揮させます。

繊維配向の最適化

炭素繊維の配向角度を調整することで、特定の方向への振動伝播を抑制し、全体的な減衰性を向上させます。

構造設計による共振周波数のシフト

ハニカム構造やリブ構造などを導入し、構造の剛性分布を変化させることで、共振周波数を避けたり、減衰効果を高めたりします。

​対策に役立つ製品例

高機能粘弾性ポリマー

優れたエネルギー吸収能力を持ち、CFRPのマトリックス樹脂として、または積層材として振動減衰性を大幅に向上させます。

特殊構造強化シート

薄膜でありながら高い減衰性能を発揮し、CFRPの層間に容易に積層可能で、重量増加を最小限に抑えつつ振動を抑制します。

異方性繊維配向制御技術

特定の振動モードに対して効果的な繊維配向パターンを設計・実現し、CFRPの固有振動特性を制御して共振を回避します。

複合構造設計支援ソフトウェア

有限要素法などを活用し、CFRPの構造設計段階で振動減衰性をシミュレーション・最適化し、効果的な構造設計を支援します。

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