高品質なカーボンファイバーボックスの製作は、丁寧に作られた金型から始まります。形状、精度、仕上がりがここで決まります。初心者の場合、箱の複雑さに応じて、MDF（中密度繊維板）、合板、あるいは3Dプリントプラスチックなどの材料でシンプルな金型を作成できます。直方体のボックスにはMDFが最適です。希望の寸法にパネルを切断し、120番のサンドペーパーでエッジを滑らかに磨き、すべての表面を透明な木材用シーラーでコーティングして、樹脂の吸収を防ぎます。曲線や不規則な形状には、3Dプリントが非常に高い精度を提供します。CADソフト（TinkercadやFusion 360など）で金型を設計し、PLAまたはABSで印刷した後、ワックスやPVAなどの離型剤を塗布して、後の脱型を容易にします。
プロの型作り職人は、複雑なデザインにシリコンを使用することが多く、カーボンファイバー製品を傷つけることなく柔軟に剥離できるため好まれます。シリコーン型を作成するには、まず「マスター」（発泡スチロールや粘土で作ったボックスのプロトタイプ）を作り、その上に液体シリコンを流し込んで硬化させます。固まったら、シリコンは2つの半分に分割され、再利用可能な型が完成します。素材に関して重要な工程として、すべての表面を滑らかにすること（微細な傷でも最終的なカーボンファイバー製品に反映される）や、垂直の壁面にわずかな「ドフト角」（1～2度）を設けることが挙げられます。この小さな傾斜により、反りを生じさせることなく、硬化したボックスを型から取り外しやすくなります。
型の準備を急いで進めてはいけません。不完全な型は、不良品の原因となります。樹脂を混ぜ始める前に、研磨、シーリング処理を行い、ドライラン（カーボンファイバー布地を型に入れてフィットを確認）でテストするなど、余分な時間をかけて念入りに作業してください。型の品質が最終製品に直接影響することを忘れないでください。ここに投資することで、その後の工程がはるかに円滑になります。
カーボンファイバー製ボックスの設計は見た目だけでなく、強度、重量、使用方法のバランスが重要です。まず用途を明確にしましょう。重い工具を入れる必要があるか？防水性が必要か？狭いスペースに収まる必要があるか？工業用ツールなど重い荷物を運ぶ場合は、内部にリブ（補強筋）を設けたり、底面を補強したりするとよいでしょう。こうした設計により荷重が分散され、たわみを防げます。リブは製作時に追加のカーボンファイバーストリップを層状に重ねることで作ることができ、重量増加はわずかですが剛性が大幅に向上します。
軽量の箱（例：電子機器用や旅行用）の場合、薄く均一な層を重ねることに注力してください。通常、3Kカーボンファイバーを2〜3層ラミネートすれば十分です。これ以上重ねると、不必要に重量が増えてしまいます。大きな箱の場合は、層の間にフォームやハニカムのような「芯材」を使用すると、体積を増やさずに強度を高めることができます。芯材はサイズに合わせて切断し、カーボンファイバーで包んでレジンを含浸させるだけです。この「サンドイッチ」構造は、強度対重量比の高さから航空宇宙分野でも使用されています。
防水性を確保するには、継ぎ目を完全に密封する必要があります。ジョイント部分で層を重ねる構造は避けてください（水分がたまりやすくなります）。代わりに、角部をカーボンファイバーで連続的に包み込むようにしてください。硬化後は、すべての継ぎ目に薄くエポキシ樹脂を塗布し、その後サンドペーパーで滑らかに仕上げます。蓋付きの箱の場合は、ゴム製パッキンをはめるための段差または溝を設計して、ほこりや水の侵入を防いでください。
エルゴノミクスも重要です。成形時にカーボンファイバーに金属製のループを埋め込むか、後からエポキシ接着剤でハンドルを取り付けてください。スタッキング可能なボックスの場合は、上部に凹んだエッジを、下部にはそれに対応する突起を設けることで、滑りを防止できます。これらの機能は、まずスケッチ（またはCADを使用）して設計図を作成しておくと良いでしょう。完成したボックスを修正するよりも、図面の段階で調整する方が簡単です。
圧縮成形：高密度カーボンファイバーボックスのための高圧法
圧縮成形は、高い圧力と熱を加えることで高密度で均一なカーボンファイバーボックスを製造する高性能な技術です。機械的特性が一貫しており、形状精度の高いボックス製造に適しており、産業用途や大量生産に好んで用いられます。以下にこのプロセスのステップごとの解説を示します。
まず、カーボンファイバー布地と予め含浸された樹脂（プリプレグ）シートを金型に合わせて事前に切断します。所望の方向にこれらの層を加熱された金型キャビティ内に積み重ね、ボックスの構造的完全性を確保するために適切に位置合わせを行います。その後、2つの部分からなる金型を閉じてしっかりと固定します。
次に、油圧プレスを使用して高圧（通常100～1000 psi）を加えます。同時に、プリプレ樹脂の硬化サイクルに応じて金型内の温度を上昇させます（通常は120～200°C）。この圧力により、樹脂がカーボンファイバーの各層に均等に浸透し、閉じ込められた空気が排出され、一貫した接着が確保されます。
よく発生する問題のトラブルシューティング（および回避方法）
経験豊富な製作者でも問題に直面することがあります。ここでは、最も一般的な問題の解決方法と予防方法を紹介します。気泡は最大の悩みの種です。これは、空気が層間やカーボンファイバーの下に閉じ込められることで発生します。これを避けるためには、各層を貼った後にローラーを使用して空気を押し出すようにしてください。中心から外側に向かって作業を行います。硬化済みの箱に頑固な気泡ができた場合は、小さな穴（1mm）をあけて空気を放出し、その後エポキシを一滴注入して、滑らかになるまでサンドペーパーで磨きます。
反りは、不均一な熱により層が不均等に硬化することで発生します。箱を一定の温度（21～24°C）の部屋で硬化させ、直射日光やヒーターの近くを避けてください。もし反りが生じた場合は、熱風ガンで優しく再加熱しながら（6～8インチ離して保持）、平らな表面にクランプで固定します。熱によって樹脂が柔らかくなり、冷却される過程でクランプが箱の形を修正します。
層間の接着が悪い場合、通常は表面をサンドペーパーで処理していないことが原因です。最初の層を硬化させた後、180番のサンドペーパーで表面を研磨し、汚れを拭き取ってから次の層を塗布してください。この「ザラつき」があることで樹脂がしっかりと密着します。多層構造のボックスでは、この工程を決して省略しないでください。
荒れたエッジはサンドペーパーで修正できます。仕上げを滑らかにするために、まず120番、次に400番を使用してください。光沢のある仕上がりにするには、800番の耐水性サンドペーパーで湿式研磨した後、ポリッシングコンパウンドでバフがけを行います。そもそもエッジを荒れさせないためには、硬化前に余分なカーボンファイバーをカットしてください（端を6mmほどはみ出させておき、硬化後にトリムする方法が有効です）。
最後に、金型の外側に樹脂が垂れることを簡単に防ぐには、流し込む前に金型の端にテープを貼って保護してください。万が一垂れてしまった場合は、完全に硬化させた後にパテナイフで削り落とせば問題ありません。こうした樹脂の垂れは、ボックスの強度に影響しません。
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