FRP成形のフィラメントワインディング法を徹底解説

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こちらでは、高強度のFRP製品が作れる成形技術「フィラメントワインディング法」について解説しています。ロービングと呼ばれる連続した繊維束に樹脂を含浸させながら、回転するマンドレル（芯金）に所定の角度で巻きつけることで成形します。

FRP成形法の中でも、フィラメントワインディング法は繊維強化材の強さを効果的に活用した方法であり、強靭な品質の製品を生み出すことが可能です。このページでは、産業界で広く利用されているフィラメントワインディング法について解説します。

フィラメントワインディング法
とは

フィラメントワインディング法は、樹脂を含浸させた強化繊維をマンドレルに巻き付けて成形し、加熱硬化炉で硬化させることで製品を完成させる方法です。マンドレルを回転させる方式と、クリールと呼ばれる巻き付けヘッドを回転させる方法の2つの方式があります。

巻き付けパターンを調整することで、成形品の引っ張り強さなどの機械的特性をコントロールすることが可能です。また、成形後はマンドレルを引き抜いて中空構造の製品を得ることができます。この工法は、特に円筒状や球形などの形状の製造に適しています。

主なメリットとしては、FRP製品のガラス含有率を上げやすく、優れた機械的強度が得られる点が挙げられます。また、機械による成形のため品質が安定しており、自動化や大量生産が可能です。そのため、一定の品質を保ちながら効率的に製品を製造できます。

デメリットとしては、製造できるものが円筒状や球形などの回転体に限られるため形状に制約がある点や、初期設備投資が必要である点が挙げられます。複雑な形状や非回転体の製品には適さない場合があるでしょう。

高い強度と耐圧性が求められる製品の製造に適した工法であるフィラメントワインディング法。パイプや圧力容器、高圧ガス容器、液体輸送パイプなどの製造で主に使用されています。その他、スポーツ用品では釣竿やゴルフクラブのシャフトなどの製造にも活用されています。

これらの製品は強度と軽量性の両立が求められるため、フィラメントワインディング法の特性が特に活かせるでしょう。