Filament-Winding-Maschinen

Wie Filament-Winding-Maschinen Bauteile aufbauen

Die Maschine führt Fasern in einem festgelegten Wickelmuster über einen sich drehenden Formträger. Dabei werden Wickelwinkel, Faserspannung, Vorschub und Lagenaufbau auf die spätere Bauteilfunktion abgestimmt. Auf diese Weise entstehen definierte Wandstärken und lastgerechte Faserorientierungen. Nach dem Wickeln folgt je nach Materialsystem die Aushärtung, anschliessend wird der Dorn entfernt oder bleibt als Kern im Bauteil.

Typische Werkstücke in der Kunststoffverarbeitung

Eingesetzt werden Filament-Winding-Maschinen für Rohre, Behälter, Druckkörper, Hülsen, Rollenkerne und ähnliche Hohlbauteile aus Faserverbundkunststoffen. Das Verfahren eignet sich besonders dort, wo Umfangs- und Längsfestigkeit gezielt kombiniert werden müssen. In der Kunststoffbranche wird es vor allem für technische Bauteile genutzt, bei denen ein reproduzierbarer Faseraufbau wichtiger ist als freie Formgebung.

Anlagenausführungen und Prozessvarianten

Filament-Winding-Maschinen unterscheiden sich unter anderem in der Achskonfiguration, im Automatisierungsgrad und in der Art der Materialzuführung. Üblich sind Anlagen für Nasswickeln mit Harzbad sowie Systeme für vorimprägnierte Fasern. Je nach Bauteilgeometrie kommen einfache Umfangswicklungen, Kreuzwicklungen oder komplexere programmierte Wickelbahnen zum Einsatz. Ergänzend können Dosier-, Schneid-, Aushärte- oder Entformungsschritte in die Anlage eingebunden sein.

Abgrenzung zu Extrusion, Pressen und Rotationsformanlagen

Im Unterschied zu Extrusion und Blasformtechnologie entsteht das Bauteil nicht aus einer kontinuierlich geformten Kunststoffschmelze. Gegenüber Pressen wird die Form nicht durch flächiges Verpressen eines Werkstoffpakets erzeugt, sondern durch den schrittweisen Faserlagenaufbau auf einem Dorn. Auch Rotationsformanlagen arbeiten anders: Dort wird Kunststoffpulver oder -granulat in einer Form aufgeschmolzen, während Filament-Winding-Maschinen gezielt verstärkende Fasern ablegen. Innerhalb der Umformmaschinen steht dieses Verfahren damit für faserorientierten Aufbau statt für schmelzebasierte oder druckbasierte Formgebung.