アルミ製GTウイングカーボン化加工


アルトのフロントウイング用に某オクで翼端板が破損しているとの事でジャンク品扱いだったアルミ製のGTウイングを購入しました。

翼端板だけ作り直してそのまま使う予定でしたが、このGTウイング、やけに重い・・・。

その形状から恐らくク●コせいだと思われるので形状的には効きそうな感じですがいかんせん重い。

この時点では重量測定していませんが、多分5kg以上はあるかな?

出来れば4kg以下に抑えたいので軽量加工を試みてみます。


先ずは付属しているステー、ブラケット類を全て取り外します。

アルミ製のウイングの内部は大体こんな形状になっています。

強度的には文句なしですね。


軽量化する為に表面はカーボンで製作します。

その準備の為、全面にマスキングテープを貼ります。


続いてその上から全面にアルミテープを貼ります。


次にカーボンクロスを裁断しますが、カーボンはぐるっと一周巻きつけウイング後端で合わせるようにするのでやや大きめに用意します。


最初にウイング上面側にうっすら樹脂(ノンパラポリエステル樹脂)を塗り、少しベタつきが残る程度に硬化するまで待ちます。

その状態になったらカーボンクロスを貼り付け、よく擦ってウイングに馴染ませます。

更にしばらく放置してカーボンクロスが半硬化樹脂で固定されたのを確認して樹脂(ノンパラポリエステル樹脂)を刷毛で塗り込みます。

カーボンクロスは2層貼るので連続で上面だけ樹脂を塗って積層します。

※この際絶対にウイング下面には樹脂が流れ込まないように注意します。


上面に塗った樹脂が完全に硬化したのを確認したらウイングをひっくり返し、今度は下面側も上面と同じように樹脂をうっすら塗って待ち、ウイング前端で繊維に空洞が出来ないように少しクロスを引っ張りながら慎重に下面側にクロスを貼り付けます。

あとは上面と同じ手順で一枚づつ樹脂を塗って貼り付けていきます。

樹脂が塗り終わったらウイング後端で上面からはみ出しているクロスと下面側ではみ出したクロスをクリップで挟んでウイング後端のエッジに密着させつつ貼り合わせます。


クリップには特にワックスとか塗ったりしていませんが問題なく簡単に剥がれます。

肝心のクロスの合わせ目はピシッと接着されて仕上がっているようです。


並行して翼端板も製作します。

翼端板は完全な平板なのでガラスがあるときれいに仕上がります。

いつも使用しているのは300mmx200mmの強化ガラス。

積層前に離型処理はしなくても剥がれますが、後の掃除を簡単にする為に離型ワックス処理を毎回1回だけ行っています。


ガラスが2枚あれば積層作業は1回で完了出来るのですが、1枚しか無いので最初に積層した方を剥がしてからもう同じものをもう1回積層し、積層直後に先に剥がしておいた板を重ねて接着します。

カーボンクロスのみだと厚みを稼ぐのにかなりの枚数を使う事になるので表面にカーボンクロスを2プライ、その上に#230ガラスマットを2プライ積層しています。

今回作った翼端板は1枚につきカーボンクロス4プライ、#230マット4プライです。

ガラス面に積層したカーボンの表面はツルツルに仕上がっています。


ウイングに積層した樹脂が硬化したらクランプで合わせた後端の余分な部分を切り取った後、合わせ目を切断します。

切断にはダイヤモンドカッターを使用し、中身のアルミウイングをあまり切ってしまわないように慎重に切断します。(少しぐらい削れてしまうのはしょうがないです)


樹脂が完全に硬化したらアルミウイングとカーボンの間に薄い塩ビ板等を差し込んで分離します。

くるむように貼っているので多少外れ難かったかな?


取り外したカーボンウイングは表面を平らに仕上げる為にノンパラ樹脂を2回くらい塗って硬化させ、最後にパラフィン溶液を入れた樹脂を塗って完全に硬化させてから表面を研磨します。

アルミウイングの方は「芯材」として使用しますが、可能な限り軽くする為に必要最低限を残して切ったり穴をあけたりしています。

ウイング前端はカーボンでつながっていて強度が確保出来るので翼端板を付ける両端以外は遠慮なく切り落とします。

ウイング後端は接着用として必要なだけなので数センチ程度の幅が残っていれば十分です。

あけてある穴は軽量化の意味合いもありますが接着時にも重要になるので細かくあけておきます。


アルミウイングのフラップの方は元々の重量が1.7kgでしたが、軽量加工後の重量は


448g


メインウイングの方は元の重量が2.6kgに対して加工後は

685g


アルミウイングとカーボンウイングの接着を行います。

最初にアルミウイングの前端、両端にエポキシ系接着剤を塗り、アルミウイングをカーボンウイングの中にはめ込みます。

何となく接着されていればいいのでそんなに気を使わなくても大丈夫です。


ウイング後端は上記接着剤だけでは不安があるので内側に樹脂を流し込んで接着します。

樹脂を流し込んだ際に溢れないように合わせ目をテープで貼って塞ぎます。


樹脂を流し込む方とは反対側はテープで塞いでおき、ウイングを傾けて樹脂を流し込みます。

流し込み終わったら樹脂を入れた方も樹脂が硬化するまでテープで塞いでウイング後端を下にしてウイングを立てておきます。

←樹脂が硬化してからテープをはがしたところ。

アルミウイングの後端には穴を沢山あけてあるのでその穴にも樹脂が流れ込んでしっかり接着出来ている「予定」です。


ウイング取り付けブラケットを作ります。

ブラケット取付位置にマスキングテープ、アルミテープを貼り、アルミ複合版を垂直に立ててホットボンドで接着。

カーボンクロスだけで厚みを稼ごうとするとかなり枚数が必要になるのでカーボンクロスを2プライ貼ったら1mm厚位のアルミ板を挟んでからカーボンクロスを更に2プライ貼りました。

アルミ板には何個か穴をあけておいて先に貼ったカーボンクロスと後からかぶせたカーボンクロスが接着されるようにしてあります。


硬化後ウイングから取り外し、周囲を切り揃えてから合わせ目に樹脂を少し塗り、リベットで取り付けます。

ブラケット取付位置はアルミウイング切断前に計測して位置決めしてあり、この部分は残しているので普通のリベットでしっかり固定出来ます。