Spoelvorming

Spoelvorming is een fenomeen in de materiaalkunde en de technische industrie waarbij filamenteuze materialen zoals vezels, draden of gedeponeerde films een spool- of spoelvorm aannemen tijdens verwerking en verpakking. Het kan voorkomen tijdens processen als extrusie, spinnerij (spin), elektrospinnen, coating en winding, wanneer een draad of filament rond een kern of spool wordt opgerold en daarbij morfologische patronen vertoont die doen denken aan een spiraal of trommel.

De oorzaak ligt in een combinatie van twist, buiging en spanning in het materiaal, samen met de visko-elasticiteit van het filamenteuze materiaal, de temperatuur- en droogingssnelheid, zwaartekracht en wrijving met de spool. Dynamische instabiliteiten in de depositie- of windingbaan kunnen lokale buigmomenten en torsie introduceren, wat leidt tot opeenhoping van filamenten in een coil.

Toepassingen en gevolgen: spoelvorming kan ongewenst zijn, omdat het windingpatronen onregelmatig maakt, knopen en scheuren kan veroorzaken en de efficiëntie van productie kan verminderen. In sommige gevallen kan men spoelvorming echter beheersen of benutten door procesparameters af te stemmen, zoals spanning, takes-up snelheid, materiaaldikte en het ontwerp van de spool of geleiding.

Beheer en mitigatie: aanbevolen maatregelen zijn het nauwkeurig afstemmen van draadsnelheid en spanning, het kiezen van materiaal met passende stijfheid, optimaliseren van temperatuur en droogtijd, en het gebruik van spoeldesigns die wikkeling bevorderen of voorkomen.

Zie ook: spooling, coilvorming, buckling, winding.