Entwicklung – Prototyping- Serienfertigung
Hocheffiziente Fertigung auf CFK-Roboterwickelmaschinen
CIKONI bietet umfassende Kompetenzen im Bereich des CFK-Wickelns – von der Entwicklung hochleistungsfähiger Komponenten durch ein erfahrenes Inhouse-Engineering-Team bis hin zur Umsetzung anspruchsvoller Automatisierungslösungen für das CFK-Wickeln. Dank eines eigenen Sondermaschinenbau-Teams können auch komplexe Sonderprozesse nahtlos integriert werden. Unsere Erfahrung reicht von der Fertigung einfacher Carbonrohren bis hin zu 700-bar-Wasserstoffdrucktanks -branchenübergreifend und anwendungsspezifisch. CIKONI steht für Agilität, Effizienz und höchste Qualitätsansprüche – besonders in sicherheitskritischen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt oder der Energietechnik.
Unsere Leistungen im Bereich Carbonwickeln
Häufige Fragen zum CFK-Wickeln
Wickeln ist ein höchstqualitativer, reproduzierbarer und kostengünstiger Prozess in dem eine imprägnierte Endlosfaser (z.B. Kohlefaser oder Glasfaser) mittels eines automatisierten oder robotergesteuerten Werkzeugs auf einem drehenden Kern abgelegt und zu einem Faserverbundbauteil ausgehärtet wird. Zu Beginn war die Technik auf das Fertigen von Pipelines und Druckbehälter beschränkt, wobei innovative Ansätze die Grenzen des Verfahrens deutlich erweitern, so dass heute das Herstellen von gewickelten 3D-Fasergerüsten und das Umwickeln hybrider Bauteile zum Beispiel mit Kohlefaser möglich ist.
Der Wickelprozess bietet für die Herstellung von faserverstärkten Leichtbaulösungen optimale Eigenschaften, da gerichtete, ondulationsfreie und lastgerechte Lagen erzeugt werden. Dabei sind für eine bestmögliche Auslegung der CFK-Komponenten die Prozesseinflussfaktoren wie Geometrie, Prozessgrößen, Spreizung oder Faserablagepfad detailliert zu betrachten und aufeinander abzustimmen. Die verfahrensspezifische Auslegung bieten wir bei CIKONI an.
Die Möglichkeiten von Wickelkörpern übersteigen heutzutage bei weitem weitläufig bekannte Lösungen. So sind aktuelle Wickelverfahren weder auf rotationssymmetrische Kerngeometrien noch durchgängige Faserwerkstoffe beschränkt. Durch weitreichendes Prozess- und Werkzeug-Know-How sind innovative Wickellösungen zum Bau von faserverstärkten Bauteilen mit geringem Materialeinsatz, optimaler Lastaufnahme und geringem Verschnitt möglich.
Unsere Stärken liegen in der innovativen Beratung, Konzeption und Realisierung von WIckelprozessen – auch bei der Entwicklung hybrider, 3D-gewickelter Leichtbaulösungen sowie bei der Qualitätskontrolle von gewickelten Strukturen. Wir entwickeln maßgeschneiderte Methoden entlang der gesamten Wertschöpfungskette, um höchste Qualität bei Carbon- und Hybridbauteilen zu gewährleisten. Dabei integrieren wir Robotertechnik für eine freie und präzise Faserablage und setzen optische Messtechnik zur Online-Bewertung des Faserverlaufsmusters ein – mit dem Ziel, Ausschuss signifikant zu reduzieren. Ergänzt wird unser Leistungsportfolio durch die Konstruktion und den Bau von Wickelwerkzeugen.
CIKONI entwickelt kundenindividuelle Lösungen, damit können wir alle Typen von Verstärkungsfasern – auch hybrid – einsetzen. Gängig sind dabei Galsfasern, Kohlefasern, Aramadifasern und andere Verstärkungsrovings. Als Matrixwerkstoff nutzen wir alle gängigen duromeren Systeme. Bei thermoplastischen Matrizen arbeiten wir mit Partnern zusammen.
Darüber hinaus ist auf unseren Fertigungsanlagen sowohl die Verarbeitung von Nasswickelsyystemen („Wet winding„) als auch von Towpregsystemen möglich.
The secret of success
Warum wird die Wickeltechnologie eingesetzt?
Das CFK-Wickelverfahren eröffnet besonders bei rotierenden Bauteilen große Vorteile. Durch die präzise steuerbare Faserablage lassen sich mechanisch hoch belastbare Strukturen herstellen, bei denen Faserrichtung und Lastpfad optimal aufeinander abgestimmt sind. Der Fasergehalt ist exakt einstellbar, was – zusammen mit einem sehr geringen Porenanteil – zu qualitativ hochwertigen Laminaten führt. Das Resultat sind Bauteile mit hoher Steifigkeit, niedrigem Gewicht und hervorragender Vibrationsdämpfung. Auch die thermische Ausdehnung fällt äußerst gering aus – ein klarer Vorteil bei Anwendungen mit hohen Temperatur- und Präzisionsanforderungen.
Gleichzeitig profitieren Kunden von einer reduzierten Massenträgheit und damit verbesserten dynamischen Eigenschaften, was sich insbesondere bei CFK-Wellen, Behältern oder rotierenden Maschinenkomponenten auszahlt. CIKONI verbindet diese technologischen Möglichkeiten mit fundierter Engineering-Kompetenz und einem eigenen Automatisierungsteam, das Sonderlösungen gezielt umsetzen kann – von der Entwicklung bis zur fertigungsgerechten Umsetzung.
Wie läuft die Fertigung von FVK-Wickelbauteilen ab?
Der Wickelprozess beginnt mit der konstruktiven Auslegung des Bauteils – hierbei werden Form, Lastfälle und Einbaubedingungen analysiert, um die optimale Faserorientierung zu bestimmen. Auf Basis dieser Anforderungen erfolgt die Auswahl des geeigneten Werkstoffsystems: Je nach Anwendung kommen dabei entweder Nasswickelverfahren oder vorimprägnierte Towpregs zum Einsatz, ergänzt durch eine sorgfältige Auswahl von Matrix- und Fasermaterial. Parallel wird das passende Wickelwerkzeug konstruiert, das nicht nur geometrisch, sondern auch prozesstechnisch exakt auf das Bauteil abgestimmt ist.
Nach der Fertigung des Werkzeugs wird die Wickelmaschine vorbereitet – inklusive Spannsystem, Fadenführung und der Programmierung der Wickelpfade. Die dafür erforderlichen G-Codes entstehen direkt aus der Bauteilgeometrie und den definierten Wickelparametern. Im anschließenden Wickelprozess werden die Fasern lagegenau aufgebracht, bevor das Bauteil im Ofen, Autoklaven oder unter UV-Bestrahlung ausgehärtet wird – je nach Harzsystem. Abschließend erfolgt die Nachbearbeitung, etwa durch Beschnitt oder Bohren, sowie bei Bedarf eine weiterführende Nachbehandlung oder Montage von Einbauteilen. Cikoni begleitet diesen gesamten Prozess mit Engineering, Automatisierung und Fertigungs-Know-how aus einer Hand.
Lassen Sie uns loswickeln.
Gerne diskutieren wir mit Ihnen Ihre Ideen im Bereich des CFK-Wickelns. Nehmen Sie heute unverbindlich mit uns Kontakt auf, um Ihren individuellen Lösungsvorschlag zu erhalten.
