トポロジーで最適化、CFRP部品軽量化で電動航空機適用目指す中小企業

　羽生田鉄工所（長野市）は、宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）と共同で、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を電動航空機に適用する技術の研究開発に取り組む。「トポロジー最適化」の手法で設計した軽量部品を量産する技術を、空飛ぶクルマや無人輸送機で検証。基礎技術を１年で確立し、近未来を先取りするモノづくりの手法を３年以内に見いだす。

　研究開発には、クエストコーポレーション（長野県小布施町）、長野県工業技術総合センターも加わる。

　構造物に要求される性能を維持しながら、高効率な材料分布を割り出すトポロジー最適化の設計手法をＣＦＲＰに応用。部品の設計・成形から組み立て、評価を繰り返して量産技術を開発する。

　想定するのは都市間交通の一つとして開発が期待されているｅＶＴＯＬ（電動推進垂直離着陸機）向け。ＣＦＲＰの軽量で高強度、高剛性という特性を生かしつつ、異方性を最大限に活用できる新技術で設計する。シミュレーションによる事前の調査では、ＣＦＲＰを全体に積層して強度を確保する手法に比べ、最大７０％軽量化できることを確認した。

　ＣＦＲＰ成形用オートクレーブを製造する羽生田鉄工所には、ＣＦＲＰ部品の設計・成形・組み立て環境が整っている。クエストは無人機の開発・製造を手がけており、長野県工技センターはトポロジー最適化のソフトウエアを保有している。

　同研究開発課題は日本政策投資銀行が協力するＪＡＸＡの「航空技術イノベーションチャレンジ２０１８」に１８年に採択され、事業化調査（ＦＳ）を進めてきた。