繊維を吹き付けるだけで立体構造を形成

岡山大学と龍谷大学の国際共同研究チームは、短炭素繊維を吹き付けるだけで接着剤を使わずに高速かつ立体的に成形する新技術「繊維エアロゾル堆積法（FAD）」の開発に成功した。長さ0.2mm未満の短炭素繊維を用いたこの技術は、従来の3Dプリンティング技術を大幅に上回る最大0.3mm/sの垂直成長速度を実現している。

世界初の成形メカニズムを解明

研究チームは、この成形メカニズムが従来のエアロゾル堆積法で知られる衝撃固化とは異なり、繊維同士の「摩擦による絡み合い」であることを世界で初めて明らかにした。走査型電子顕微鏡およびX線CTによる観察から、構造体内部は比較的長い繊維が表面近くで垂直に配向したフレームを形成し、内部には短い繊維がランダムに高密度に充填された独特な階層構造を持つことが判明している。

多様な素材への適用が可能

繊維の長さ分布が鍵となるこの技術は、長軸構造を持つ短繊維素材に広く適用可能だ。バインダーを一切使用せずに高い機械強度を実現し、繊維が粉砕されることもない。リサイクル炭素繊維や多様な短繊維素材の有効活用、水処理フィルター、次世代電極材料などの創製を加速する画期的な成果として期待される。本研究成果は、2025年12月にオランダの科学学誌Materials & Designに掲載された。

出典: https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000003769.000072793.html