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Fiber Reinforced PlasticsFRP造形

FRP造形とは

FRP造形とは、FRPという素材を使用した造形のことです。
FRPとは、Fiber Reinforced Plasticsの頭文字をとったもので、日本語での正式名称は『繊維強化プラスチック』といいます。
加工しやすく丈夫で長持ち、それでいて他の素材と比較して安価なため、造形物の製作ではとてもポピュラーな素材です。
弊社の製品の8割がFRPでできています。
金属や木材ではない大型のオブジェや立体看板などは、FRP造形物である場合が多いです。

FRP造形の仕組み

FRP造形001 FRPは、樹脂と繊維の2つが合わさって出来ています。
樹脂とは、石油などから作られるプラスチック(合成樹脂)のことです。
FRPでは、ポリエステル樹脂・ビニルエステル樹脂・エポキシ樹脂などのプラスチックが使用されます。
繊維とは、細い糸状の物体のことで、衣料品などの材料になっています。
FRPで使用される繊維は、ガラス繊維(グラスファイバー)や炭素繊維(カーボンファイバー)です。
FRP造形物は、繊維に樹脂を浸透させて固めることで耐久性の高い造形物に仕上がっています。

FRP造形の特徴

FRPを使用した造形には、様々なメリットとなる特徴があります。

加工がしやすい

FRP造形002 FRPの最大の特徴といえば、加工のしやすさがあげられます。
プラスチックは、熱や圧力で簡単に加工が出来る利便性が特徴です。
FRPはプラスチックを強化した素材ですので、加工がしやすいという特徴を引き継いでいます。
金属や木材などの素材と比べて、着色がしやすいのも特徴です。

耐久性

FRP造形003 金属や木材などの素材は、錆びたり腐ったりして劣化していきます。
FRPはプラスチックとガラスや炭素の繊維を原材料としているので、腐食に強くあまり劣化しません。
FRPは防水加工に使われるほどの耐水性があります。
FRPで作られた造形物は、雨風にさらされる屋外では無類の強さを発揮します。

軽い

FRP造形004 原材料がプラスチックと繊維ということもあり、FRPは素材自体がとても軽いです。
さらに耐久性が高く強度もあるので、造形物を造る際には中身を空洞にすることが可能です。
軽いということは、加工のしやすさ、輸送コストの削減、設置した際の耐久性など様々なメリットがあります。

低コスト

FRP造形005 FRPの原材料となるプラスチックや繊維は、金属などの素材と比較して低価格です。
成型する際に金型は必要なく、石膏などでの型どりでも製作可能なので費用が抑えられます。

FRP造形加工の流れ

  • 1
  • 原型製作
  • 3Dデータや図面から、スチロールや粘土などの素材を使用して原型を作成します。
  • FRP造形006
  • 2
  • 型取り
  • パーツごとに石膏やシリコンを使用して型取りを行います。
  • FRP造形007
  • 3
  • FRP成型
  • 型の内側にFRPを貼り付けていき、硬化したら型から外します。>>> 詳細はこちら
  • FRP造形008
  • 4
  • 仕上げ
  • 型から外した状態では、表面のざらつき・バリ・欠け・歪みなどがあるので、サンドペーパーやパテを使って仕上げます。
  • FRP造形009
  • 5
  • 塗装
  • パーツごとに塗装を行います。
  • FRP造形010
  • 6
  • 完成
  • パーツを組み立てて完成です。
  • FRP造形011

FRP成型の詳細な手順

  • FRP造形012 ガラスマット(ガラス繊維)を隙間ができないように敷き詰めます。
  • FRP造形013 ガラスマット(ガラス繊維)に樹脂をしみこませます。
  • FRP造形014 気泡を抜いて硬化するまで待ちます。
    透明樹脂の成型など、少しの気泡も残せない製品は2人がかりで脱泡作業をすることもあります。

FRPは身近な素材

FRPはあまり馴染みが無いように思われますが、実はとても身近な存在です。
  • プール

    FRP造形015 FRPは防水処理に広く使われています。
    一般家庭のベランダ、大型の水槽、学校のプールまで、様々な所でFRP防水は活躍しています。
  • バスタブ

    FRP造形016 バスタブには、大理石、ステンレス、ホーロー、木材と様々な素材が使われていますが、その中でも最も使用されている素材は、現在ではFRPになっています。
  • ボート

    FRP造形017 FRPの防水性と耐久性に加えて軽いという特徴は、水に浮かばせるボートには最適です。
    ヨットや大型船舶にも、FRPは使われるようになってきています。
  • 飛行機

    FRP造形018 飛行機の素材としては、軽くて丈夫なアルミニウム合金が長い間使用されてきました。
    しかし、最近ではアルミニウム合金を超える軽さと丈夫さでFRPの需要が高まっています。
  • FRP造形019 普通の車のボディは金属製ですが、スーパーカーと呼ばれるような高級車にはFRPが使用されています。 身近なところでは、エアロパーツの作成や修理にもFRPが使用されます。
  • フォーミュラカー

    FRP造形020 スーパーカーの中のスーパーカー、F1の車体もカーボンファイバーのFRP(CFRP)で出来ています。 時速300kmを超えるスピードでクラッシュしても、大破することなくドライバーの命を守ります。
  • ベンチ

    FRP造形021
  • 釣り竿

    FRP造形022
  • ラケット

    FRP造形023
  • ゴルフクラブ

    FRP造形024
  • サーフボード

    FRP造形025
大きなものでは、公園にある象やタコの滑り台などの遊具がFRPです。
公園にはFRPが多く、ベンチや噴水にも使われています。
遊園地にあるオブジェも、FRPで作られています。

また、スポーツの道具の多くは軽くて丈夫なFRPに置き換わっています。
テニスなどのラケット、スキーやスノーボードなどの板、ゴルフのシャフト、釣り竿、サーフボード、競技用自転車のフレーム、棒高跳びのポール、など様々な道具がFRP製です。

FRP関連用語

樹脂
FRPにおける樹脂とは、石油を原料とする合成樹脂です。成型されて硬化したものはプラスチックと呼ばれます。樹脂はレジンとも呼ばれ、紫外線で硬化するUVレジンは100円ショップでも売られています。
ガラス繊維
ガラスを繊維状にしたもので、糸状の物が「グラスファイバー」で綿状のものが「グラスウール」です。
炭素繊維
アクリル樹脂や石油、石炭からとれる有機物を繊維化して特殊な熱処理を施したもので、「カーボンファイバー」とも
GFRP
繊維にガラス繊維(グラスファイバー)を使ったFRP素材。安価で一般的なFRP造形物に使用されます。重さは鉄の1/4程度で、硬さは鉄の約10倍にもなります。
CFRP
繊維に炭素繊維(カーボンファイバー)を使ったFRP素材。高級車や飛行機などに使われる。とても軽くて硬い造形物が造れますが、非常に高価な素材です。
PLY(プライ)
積層枚数のことをPLYで表します。2枚のFRPを2PLY、3枚のFRPを3PLYと言います。
FRP防水
FRPを使った防水で、ベランダや屋上など広く使われています。