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Susan Gabler und Johannes Leis vom STFI bei Untersuchungen zum Recycling smarter Textilien. Foto: Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI)
Susan Gabler und Johannes Leis vom STFI bei Untersuchungen zum Recycling smarter Textilien.
20.09.2022

SmartERZ-Projekt zum Recycling von Smart Composites

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

09.09.2022

Neues EU-Projekt für Carbonfaser- und Glasfaserverbundwerkstoffe

Das EU-Projekt „MC4 – Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites“ untersucht zirkuläre Ansätze für die Wiederverwendung von Verbundwerkstoffen aus Carbon- und Glasfasern. Es entwickelt Prozesstechnologien und Qualitätssicherungsmethoden, die ein wirtschaftliches Recycling von Carbon- und Glasfaserbauteilen ermöglichen. Die im Fokus stehenden Materialien sind für zahlreiche technische Anwendungen unverzichtbar, bei denen ein geringes Materialgewicht und hohe Performance besonders geschätzt werden. Die europäischen Wertschöpfungsketten für Carbon- und Glasfasern müssen jedoch in zweierlei Hinsicht optimiert werden: in Bezug auf die ökologische und die wirtschaftliche Effizienz.

Das EU-Projekt „MC4 – Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites“ untersucht zirkuläre Ansätze für die Wiederverwendung von Verbundwerkstoffen aus Carbon- und Glasfasern. Es entwickelt Prozesstechnologien und Qualitätssicherungsmethoden, die ein wirtschaftliches Recycling von Carbon- und Glasfaserbauteilen ermöglichen. Die im Fokus stehenden Materialien sind für zahlreiche technische Anwendungen unverzichtbar, bei denen ein geringes Materialgewicht und hohe Performance besonders geschätzt werden. Die europäischen Wertschöpfungsketten für Carbon- und Glasfasern müssen jedoch in zweierlei Hinsicht optimiert werden: in Bezug auf die ökologische und die wirtschaftliche Effizienz.

Derzeit gehen bis zu 40 % des Materials im Produktionsprozess als Abfall (z.B. Prepreg-Abfälle im Zuschnitt) verloren und nach einer Lebensdauer von 15 bis 30 Jahren werden 98 % des Materials der Entsorgung zugeführt, ohne Aussicht auf Wiederverwertung. Bei einem jährlichen Verbrauch von etwa 138.000 Tonnen Carbonfasern und 4,5 Millionen Tonnen Glasfaserverbundwerkstoffen sind entsprechende Umweltauswirkungen von hoher Relevanz.
Zusätzlich zu diesen Umweltproblemen muss die derzeitige Wettbewerbsposition Europas in diesen Wertschöpfungsketten verbessert werden, um weniger von ausländischen Quellen abhängig zu sein. 80 % der Herstellung von Carbon- und Glasfasern findet außerhalb Europas statt, und wenn die Herstellung in Europa erfolgt, sind die Technologien häufig von anderen Ländern

MC4 wird sich auf verschiedene Wiederverwendungs- und Recyclingprozesse entlang des Lebenszyklus von Verbundwerkstoffen konzentrieren. Dazu gehören:

  • Chemische Recyclingtechnologien für eine wirtschaftlich effiziente Trennung von Matrix und Carbonfasern
  • Verarbeitungstechnologien für die Wiederverwendung von Prepreg-Abfällen aus dem Produktionsablauf (z.B. beim Zuschnitt)
  • Mechanische Recyclingverfahren für Bauteile aus Glasfaserverbundwerkstoffen zur direkten Wiederverwendung der Materialien in neuen Bauteilen
  • Neue Harze für eine bessere Recycelbarkeit von Glasfaserbauteilen
  • Technologien für die Verarbeitung von recycelten Carbonfasern zur Herstellung von Garnen, Geweben und Vliesstoffen für Verbundbauteile
  • Qualitätssicherungsmethoden zur Charakterisierung von recycelten Glas- und Carbonfasern und der daraus hergestellten neuen Verbundwerkstoffe

Das Konsortium umfasst 15 Partner aus sieben europäischen Ländern. Prozessentwickler, Materialhersteller, Hersteller von Verbundbauteilen sowie Endverbraucher decken die gesamte Wertschöpfungskette ab.

Das STFI bringt in verschiedenen Arbeitspaketen des Projektes seine Kompetenzen im Bereich der Verarbeitung und des Recyclings von Carbonfasern und Carbonfaserverbundbauteilen ein. Neben der Herstellung von Vliesstoffen und deren Prüfung stehen die Anfertigung von Demonstratoren, aber auch entsprechende LCA und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen im Vordergrund.

MC4 wird von der Europäischen Union unter dem Aufruf HORIZON-CL4-2021-RESILIENCE-01-01 im Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe finanziert. Die Laufzeit des Projektes ist von April 2022 bis März 2025.

Quelle:

Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI)

(c) ITM TUD
24.06.2022

VDMA verleiht Nachhaltigkeitspreise an Ingenieurnachwuchs am ITM

Die Verleihung der Förderpreise 2022 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchsingenieur:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen im Studium fand am 22. Juni 2022 im Rahmen der Techtextil 2022 in Frankfurt/Main statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förderpreise wurden durch Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, auf dem VDMA-Messestand verliehen. Zum ersten Mal stand bei der Auswahl der eingereichten Arbeiten der Fokus auf Nachhaltigkeit.
 
Frau M. Sc. Marina Andrea Michel wurde mit dem mit 3.500 EUR dotierten Nachhaltigkeitspreis für die „Beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ geehrt. Ihre am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der „Funktionalisierung von Garnen mittels Cyclodextrinen zur Filtration von Mikro- und Nanoplastik, Übertragung auf Gewebe“.
 

Die Verleihung der Förderpreise 2022 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchsingenieur:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen im Studium fand am 22. Juni 2022 im Rahmen der Techtextil 2022 in Frankfurt/Main statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förderpreise wurden durch Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, auf dem VDMA-Messestand verliehen. Zum ersten Mal stand bei der Auswahl der eingereichten Arbeiten der Fokus auf Nachhaltigkeit.
 
Frau M. Sc. Marina Andrea Michel wurde mit dem mit 3.500 EUR dotierten Nachhaltigkeitspreis für die „Beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ geehrt. Ihre am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der „Funktionalisierung von Garnen mittels Cyclodextrinen zur Filtration von Mikro- und Nanoplastik, Übertragung auf Gewebe“.
 
Im Fokus stand ein Verfahren zur textilchemischen Ausrüstung von Garn- und Gewebematerialien aus nachwachsenden Rohstoffen mit Cyclodextrinen, die Mikro- und Nanoplastik (MNP) anbinden. Die grundlegenden Erkenntnisse zeigen dabei das Potenzial daraus hergestellter faserbasierter Filter zur deutlichen und nachhaltigen Minimierung der MNP-Belastung, sowohl von lokalen Trinkwasserquellen bis hin zu globalen Wasserkreisläufen, auf. Die Masterarbeit beinhaltet erstmals die innovative Anwendung von Cyclodextrinmolekülen zur Anbindung kleinster Plastikpartikel unterschiedlicher Form und molekularer Zusammensetzung.
 
Simon Hoebel erhielt den mit 3.000 EUR dotierten Nachhaltigkeitspreis „Beste Forschungsarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ über die „Weiterentwicklung des Versuchstandes zur Herstellung von flexiblen hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen aus recycelten Carbonfasern und Thermoplastfasern für hochbelastbare thermoplastische Verbundbauteile“.
 
Das Ziel der prämierten Forschungsarbeit bestand in der Weiterentwicklung eines Versuchstandes sowie eines anwendungsbezogenen technologischen Knowhows zur Entwicklung und Fertigung von unidirektionalen hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Thermoplastfasern (TFS) für hochbelastbare thermoplastische CFK-Bauteile. Im Rahmen der Forschungsarbeit untersuchte Hoebel den gesamten Prozess zur Herstellung von hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen von der Kardierung, Verstreckung, Banddoublierung und Konsolidierung. Aus den entwickelten rCF-TFS wurden thermoplastische UD-Verbunde gefertigt und ihre mechanischen Eigenschaften charakterisiert. Die Ergebnisse der Studienarbeit zeigen das Potenzial dieser neuartigen Prozesskette und der darauf basierenden leistungsfähigen und nachhaltigen Thermoplastfaserbandstrukturen auf Basis von rCF.

Quelle:

Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM)

ANDRITZ auf der JEC World 2022 (c) ANDRITZ AG
16.03.2022

ANDRITZ auf der JEC World 2022

Der internationale Technologiekonzern ANDRITZ wird auf der JEC World 2022 in Paris, Frankreich, vom 3. bis 5. Mai seine Spezialmaschinen für die Nadelvliesproduktion (einschließlich des Portfolios für Anwendungen im Bereich Carbon) vorstellen.

Erfahrung und Wissen
ANDRITZ entwirft, entwickelt und konstruiert Sondermaschinen für sehr spezifische und sensible Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Eisenbahn und Militär. Daher kann das Unternehmen maßgeschneiderte Maschinen mit perfekten Lösungen anbieten, egal ob sie für Prototypen oder für die industrielle Produktion benötigt werden.

Hochqualifizierte Ingenieure
In immer anspruchsvolleren Märkten helfen die qualifizierten ANDRITZ-Ingenieure und -Techniker den Kunden, das Beste aus ihren Investitionen herauszuholen. Die Vielfalt der Fälle, mit denen sie täglich konfrontiert werden, ermöglicht es ihnen, sowohl die Leistung als auch die Qualität je nach den verwendeten Fasern, der Herausforderung und der Endanwendung des Kunden zu optimieren.

Der internationale Technologiekonzern ANDRITZ wird auf der JEC World 2022 in Paris, Frankreich, vom 3. bis 5. Mai seine Spezialmaschinen für die Nadelvliesproduktion (einschließlich des Portfolios für Anwendungen im Bereich Carbon) vorstellen.

Erfahrung und Wissen
ANDRITZ entwirft, entwickelt und konstruiert Sondermaschinen für sehr spezifische und sensible Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Eisenbahn und Militär. Daher kann das Unternehmen maßgeschneiderte Maschinen mit perfekten Lösungen anbieten, egal ob sie für Prototypen oder für die industrielle Produktion benötigt werden.

Hochqualifizierte Ingenieure
In immer anspruchsvolleren Märkten helfen die qualifizierten ANDRITZ-Ingenieure und -Techniker den Kunden, das Beste aus ihren Investitionen herauszuholen. Die Vielfalt der Fälle, mit denen sie täglich konfrontiert werden, ermöglicht es ihnen, sowohl die Leistung als auch die Qualität je nach den verwendeten Fasern, der Herausforderung und der Endanwendung des Kunden zu optimieren.

Carbon-Expertise
Die Erfahrung mit leitfähigen Fasern ermöglicht es ANDRITZ, Herausforderungen zu meistern und Zugang zu neuen Produktentwicklungen zu erhalten. Die Expertise des Unternehmens liegt im textilen Know-how sowie im tiefen Verständnis der damit verbundenen Randbedingungen. Dazu gehören Krempel-/Kreuzlegerverfahren für Vliesstoffe aus recycelten Carbonfasern, die als Rollenware oder in gestanzter Form geliefert werden können.

Unkonventionelle Vernadelung für Endanwendungen
ANDRITZ stellt sich den Herausforderungen der Kunden und bietet innovative Lösungen und Know-how im Bereich der geraden und mehrachsigen Vernadelung, welche die Verfestigung von Fasern auf flachen oder nicht flachen Oberflächen (z. B. abgerundeten Formen) und sogar von bis zu 350 mm dicken Schichten ermöglicht. Neue Entwicklungen werden dank der hervorragenden ANDRITZ-Versuchsanlage ermöglicht.

Unterstützung und Entwicklung
Das ANDRITZ-Needlepunch-Technikum in Elbeuf, Frankreich, ist für Besucher geöffnet. Innovations- und Anpassungsfähigkeit sind die Merkmale, die ANDRITZ zum bevorzugten Partner bei der Suche nach originalen, effizienten und zuverlässigen Lösungen im Interesse der Produktivität und einer hochwertigen, modernen Konsolidierung machen. Da bei solch sensibler Entwicklungsarbeit die Geheimhaltung eine zentrale Rolle spielt, garantiert ANDRITZ selbstverständlich immer ein Höchstmaß an Vertraulichkeit.

Quelle:

ANDRITZ AG

(c) ITM/TU Dresden
10.11.2021

Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 an Dr.-Ing. Martin Hengstermann

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Dr.-Ing. Martin Hengstermann wurde mit dem mit 5.000 EUR dotierten Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für seine am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden erarbeiteten Dissertation „Entwicklung von Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern und Polyamid 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen“ geehrt.

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Dr.-Ing. Martin Hengstermann wurde mit dem mit 5.000 EUR dotierten Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für seine am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden erarbeiteten Dissertation „Entwicklung von Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern und Polyamid 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen“ geehrt.

Gegenstand der Dissertation ist die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Polyamid (PA) 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile. Diese Hybridgarne können die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der rCF im Gegensatz zu bisherigen Lösungen in hohem Maße ausnutzen. Bedingt durch deren spezielle Fasereigenschaften (insbesondere hohe Querkraftempfindlichkeit, Sprödigkeit und fehlende Kräuselung) wurde dafür die Prozesskette der konventionellen Stapelfasergarnherstellung, bestehend aus Krempel, Strecke und Flyer, umfangreich analysiert und technologisch-konstruktiv weiterentwickelt, wodurch erstmalig eine schonende und gleichmäßige Herstellung der Hybridgarne ermöglicht werden konnte.

Weitere Informationen:
VDMA Textilmaschinen ITM Carbonfasern
Quelle:

Technische Universität Dresden
Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM)

Launch of a new ISO certification standard (c) AMAC
Möcke + Mörschel + Effing
22.09.2021

Neuer ISO Zertifizierung Standard

Textechno gibt die Veröffentlichung einer neuen Norm für die Drapierbarkeit und Verformbarkeit von textilen Flächengebilden und Vliesstoffen bekannt: ISO 21765

Der Weltmarktführer für Präzisionsprüfgeräte Textechno und sein Partner SAERTEX, Weltmarktführer im Bereich Gelege (NCF), geben bekannt, dass die neu entwickelte internationale Norm ISO 21765:2020 zur Quantifizierung des Materialverhaltens in Bezug auf Drapierbarkeit und Verformbarkeit kürzlich von der ISO veröffentlicht wurde.

Die neue Norm ISO 21765 ermöglicht eine weltweit vergleichbare Messung aller relevanten Parameter bezüglich Verformbarkeit und Drapierbarkeit aller Arten von textilen Flächengebilden, einschließlich NCFs sowie Maschenwaren und Vliesstoffen auf Textechnos Präzisionsprüfgerät DRAPETEST. Dies kann für das Recycling von Carbonfasern sehr hilfreich sein, da wichtige Vliesstoff-Anwendungen der Zukunft auf recycelten Karbonfasern basieren.

Textechno gibt die Veröffentlichung einer neuen Norm für die Drapierbarkeit und Verformbarkeit von textilen Flächengebilden und Vliesstoffen bekannt: ISO 21765

Der Weltmarktführer für Präzisionsprüfgeräte Textechno und sein Partner SAERTEX, Weltmarktführer im Bereich Gelege (NCF), geben bekannt, dass die neu entwickelte internationale Norm ISO 21765:2020 zur Quantifizierung des Materialverhaltens in Bezug auf Drapierbarkeit und Verformbarkeit kürzlich von der ISO veröffentlicht wurde.

Die neue Norm ISO 21765 ermöglicht eine weltweit vergleichbare Messung aller relevanten Parameter bezüglich Verformbarkeit und Drapierbarkeit aller Arten von textilen Flächengebilden, einschließlich NCFs sowie Maschenwaren und Vliesstoffen auf Textechnos Präzisionsprüfgerät DRAPETEST. Dies kann für das Recycling von Carbonfasern sehr hilfreich sein, da wichtige Vliesstoff-Anwendungen der Zukunft auf recycelten Karbonfasern basieren.

Im Rahmen eines öffentlich geförderten Projekts, das 2011 begann, entwickelte Textechno zusammen mit anderen Partnern, darunter SAERTEX, den preisgekrönten automatischen Drapierbarkeits-Tester DRAPETEST.  Er ist das weltweit erste Prüfgerät, das nicht nur die Kraft quantifiziert/misst, die zur Verformung eines textilen Flächengebildes erforderlich ist, sondern auch die verschiedenen Defekte wie Lücken, Wellen oder Falten, die durch die Verformung entstehen können.

Dietmar Möcke, Technischer Geschäftsführer bei SAERTEX, erklärt: "Mit der ISO 21765 haben wir endlich eine standardisierte Prüfmethode mit weltweiter Gültigkeit. Sie ermöglicht es uns, unseren Kunden vergleichbare und reproduzierbare Messwerte zu den Drapiereigenschaften unserer Produkte zu liefern".

Ulrich Mörschel, Geschäftsführer von Textechno ergänzt: "Wir sind dankbar für die Unterstützung aus aller Welt, die es uns ermöglicht hat, die neue ISO-Norm zu etablieren. Die Norm schließt endlich eine Lücke bei den Prüfverfahren für Flächengebilde sowohl im Bereich der Textilien als auch bei den Verbundwerkstoffen".

Dr. Michael Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH und Berater von Textechno: "Es wird viel über neue Produktionstechnologien für Verbundwerkstoffe geforscht. Multi-axiale Gelege und klassische Gewebe für Duroplaste haben mit 33 % einen bedeutenden Marktanteil an der Produktion aller Verbundwerkstoffe. Die Anwendung der neuen Norm für Vliesstoffe aus recycelten Carbonfasern kommt genau zum richtigen Zeitpunkt für diesen Marktsektor, der in den nächsten Jahren immer mehr an Bedeutung gewinnen wird.”

Weitere Informationen:
AMAC GmbH Saertex Textechno ISO Standard
Quelle:

AMAC GmbH

futureTEX-GESICHTER: Dr. Hagen Hohmuth (c) Tenowo GmbH
Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH
07.12.2020

futureTEX-GESICHTER: Dr. Hagen Hohmuth

  • Nachhaltigkeit Technischer Textilien – Von rezyklierten Carbonfasern und faserschonender Verarbeitung im Projekt futureTEX
  • Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH, im Interview mit Diana Walther und Dr. Ina Meinelt von der P3N MARKETING GMBH

Nicht nur der Name veränderte sich im Laufe der Jahre – auch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Produktpalette durch eigene Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten stellt als entscheidender Wachstumstreiber den langfristigen Erfolg der Tenowo GmbH sicher. Das ursprünglich auf gewebte Einlagen und Taschenfutterstoffe sowie Vliesstoffe für die Bekleidungsindustrie spezialisierte Unternehmen gehört im Bereich der technischen Anwendungen mittlerweile zu den weltweit führenden Unternehmen in der Vliesstoffbranche.

  • Nachhaltigkeit Technischer Textilien – Von rezyklierten Carbonfasern und faserschonender Verarbeitung im Projekt futureTEX
  • Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH, im Interview mit Diana Walther und Dr. Ina Meinelt von der P3N MARKETING GMBH

Nicht nur der Name veränderte sich im Laufe der Jahre – auch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Produktpalette durch eigene Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten stellt als entscheidender Wachstumstreiber den langfristigen Erfolg der Tenowo GmbH sicher. Das ursprünglich auf gewebte Einlagen und Taschenfutterstoffe sowie Vliesstoffe für die Bekleidungsindustrie spezialisierte Unternehmen gehört im Bereich der technischen Anwendungen mittlerweile zu den weltweit führenden Unternehmen in der Vliesstoffbranche.

Mit ca. 690 Mitarbeitern an Standorten in Europa, Nordamerika, China und Mexiko nimmt Tenowo eine wegweisende Stellung in der Entwicklung und Herstellung innovativer technischer Textilprodukte und Vliesstoffe ein. Bereits seit mehreren Jahren ist Dr. Hagen Hohmuth der Leiter für Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH. In dieser Zeit hat er entscheidend zur Weiterentwicklung des Unternehmens beigetragen. In futureTEX war das Unternehmen im abgeschlossenen Vorhaben RecyCarb involviert und arbeitet jetzt im Vorhaben HPF-Garnitur mit.

Drei Fragen an Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH

  • Welche Ziele verfolgen Sie mit Ihrer Arbeit im Projekt futureTEX?

Die Tenowo GmbH befasst sich seit 2010 mit der Verarbeitung von rezyklierten Carbonfasern (rCF) zu einem Vliesstoff. Vliesstoffe sind günstige Alternativen zu etablierten Textilien wie z. B. Geweben und Gelegen, welche neue Eigenschaften in faserverstärkten Strukturen realisieren können. Daher war es uns wichtig das Thema rCF maßgeblich mitzugestalten. Die Ergebnisse aus dem Vorhaben RecyCarb sprechen für sich. Wir haben viele wertvolle Erkenntnisse für die zukünftige Arbeit mit Carbonfasern aus dem Recycling gewonnen. Als Vliesstoffhersteller stehen wir zudem vor der Herausforderung, dass bei der Verarbeitung von Hochleistungsfasern, wie z. B. Carbon, vor allem an den metallischen Arbeitselementen, beispielsweise Garnituren der Krempel, eine erhöhte Abrasion (Abschabung) auftritt. Diese führt zu vorzeitigem Verschleiß der Garnituren und erhöhten Prozesskosten. Gemeinsam mit unseren Partnern haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, durch optimierte Krempelgarnituren und angepasste Online-Überwachung eine verbesserte Qualität für Vliesstoffe aus Hochleistungsfasern bei längerer Standzeit zu erzielen.

  •  In welchem Vorhaben arbeiten Sie aktiv mit? Was sind Ihre Aufgaben?

Tenowo war im abgeschlossenen Umsetzungsvorhaben RecyCarb aktiv. Als Industriepartner haben wir die Verschnittabfälle sowie die zurückgewonnenen Carbonfasern der anderen Partner aufbereitet und zu verschiedenartigen Vliesstoffen weiterverarbeitet. Nach ausgiebigen Tests im Technikumsmaßstab am STFI mittels Krempelverfahren und anschließender Verfestigung durch Vernadelung sowie mittels Malimoverfahren zu Vliesstoffen konnten wir die Verarbeitung im Industriemaßstab erfolgreich in unserer Fertigung demonstrieren. Aktuell arbeiten wir mit weiteren Partnern im Umsetzungsvorhaben HPF-Garnitur. Im Umsetzungsvorhaben wird sowohl die Krempelgarnitur hinsichtlich ihrer Materialoberfläche und Zahnung optimiert als auch ein digitales Monitoringsystem zur Überwachung des Abnutzungsgrades entwickelt. Durch die optimierten Garnituren wird eine schonendere Verarbeitung der Fasern und somit eine höhere Vliesstoffqualität erzielt. Wir werden hier als Industriepartner vor allem die Anpassung, Validierung und Verifizierung der Verschleißanalyse gewährleisten sowie die optimierte Krempelgarnitur auf unseren Anlagen testen und einsetzen.

  • Welchen Mehrwert möchte Ihr Unternehmen aus der Arbeit in futureTEX ziehen?

Generell ist der rCF-Markt global und zielt noch auf Nischen, in denen Faktoren wie z. B. Leichtbaupotenzial oder Leitfähigkeit wichtig sind. Tenowo zählt zu den ersten kommerziellen Anbietern, die sowohl selbst rCF-Vliesstoffe produzieren und vermarkten als auch mit kundeneigenen rCF-Langfasern im Lohn individuelle Vliesstoffe anbieten können. Dies sind nicht mehr ausschließlich Produktionsreste, die als Rezyklat in dieselben Produkte zurückgeführt werden, sondern auch Rezyklatströme aus der Entsorgung, die in neuen Produkten Verwendung finden. Mit den Erkenntnissen aus den beiden Vorhaben möchten wir unsere Produktpalette stärken und gleichzeitig deren Qualität optimieren.

Quelle:

P3N MARKETING GMBH

Anlagentechnik zum Carbonfaser-Recycling im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI, Foto: Dirk Hanus.
28.10.2020

Innovationen beim Recycling von Carbonfasern

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

Quelle:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Symbolische Inbetriebnahme der Plattenanlage am TITK (c) TITK/Steffen Beikirch
07.10.2020

TU Ilmenau/TITK: Platten-Extrusionsanlage für gemeinsame Projekte geht in Betrieb

Die langjährige strategische Kooperation des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. (TITK) mit der Technischen Universität Ilmenau erreicht einen neuen Meilenstein: Beide Partner nahmen jetzt eine Anlage zur Herstellung thermoplastischer Leichtbauplatten in Betrieb. Damit wurde eine moderne gerätetechnische Voraussetzung geschaffen, um die Zusammenarbeit zwischen dem an der TU ansässigen Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo) und dem TITK insbesondere im Kompetenzfeld Kunststofftechnik und Leichtbau zu erweitern.

Die Investition wird aus Mitteln des Landes Thüringen und der EU im Rahmen der Grundfinanzierung des Thüringer Innovationszentrums Mobilität (ThIMo) gefördert. In Abstimmung zwischen dem TITK und dem ThIMo und auf Grundlage eines Nutzungs- und Überlassungsvertrages wurde die Anlage im Technikum des TITK aufgestellt. Das TITK ist seit vielen Jahren An-Institut der TU Ilmenau.

Die langjährige strategische Kooperation des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. (TITK) mit der Technischen Universität Ilmenau erreicht einen neuen Meilenstein: Beide Partner nahmen jetzt eine Anlage zur Herstellung thermoplastischer Leichtbauplatten in Betrieb. Damit wurde eine moderne gerätetechnische Voraussetzung geschaffen, um die Zusammenarbeit zwischen dem an der TU ansässigen Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo) und dem TITK insbesondere im Kompetenzfeld Kunststofftechnik und Leichtbau zu erweitern.

Die Investition wird aus Mitteln des Landes Thüringen und der EU im Rahmen der Grundfinanzierung des Thüringer Innovationszentrums Mobilität (ThIMo) gefördert. In Abstimmung zwischen dem TITK und dem ThIMo und auf Grundlage eines Nutzungs- und Überlassungsvertrages wurde die Anlage im Technikum des TITK aufgestellt. Das TITK ist seit vielen Jahren An-Institut der TU Ilmenau.

„Um unsere wissenschaftliche Zusammenarbeit voranzutreiben, läuft derzeit auch die gemeinsame Berufung der Professur Kunststofftechnik an der TU“, berichtet der geschäftsführende Direktor des TITK, Benjamin Redlingshöfer. „Damit festigen wir unsere Kooperation zwischen Grundlagenforschung auf der einen und wirtschaftsnaher Forschung auf der anderen Seite“, ergänzt der vorläufige Leiter der Uni, Prof. Dr. Kai-Uwe Sattler.

Beiden Teilbereichen der Forschung soll nun auch die neue Plattenanlage dienen. Sie kommt gemeinsamen Entwicklungsprojekten im Bereich kunststoffbasierter Halbzeuge und parallel dazu der Ausbildung von Studenten zugute. „Mit dieser Anlage wurde eine weitere Voraussetzung geschaffen, um auch den Transfer gemeinsamer Forschungsergebnisse in die Wirtschaft zu forcieren“ “, betont Prof. Dr. Klaus Augsburg, Projektleiter ThIMo an der TU Ilmenau. „Diese neu geschaffene wissenschaftlich-experimentelle Plattform ist mit unserem Technikum Kunststofftechnik passfähig“, so Augsburg weiter.

„Mit der Plattenanlage stellen wir Halbzeuge mit Faserverstärkung her, etwa aus Naturfaser-, Glasfaser- oder Carbonfaserverstärktem Kunststoff. Die Platten sollen insbesondere für Leichtbauanwendungen in verschiedenen Mobilitätssystemen zur Verfügung stehen“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin am TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Je nach Beschaffenheit des Ausgangsstoffs seien dabei auch Verbunde mit verschiedenen Schichten möglich.

Als Ausgangsmaterialien kommen sowohl marktverfügbare Kunststoffgranulate als auch Neuentwicklungen zum Einsatz. Darunter ein mit Partnern entwickeltes Granulat aus recycelten Carbonfasern. Speziell mit diesem Material lässt sich einerseits eine sehr hohe Steifigkeit erreichen. „Andererseits kann damit auch das Thema Leitfähigkeit oder Abschirmung erschlossen werden. So lassen sich Platten mit funktionellen Eigenschaften produzieren“, ergänzt Lützkendorf.

Erforscht werden zudem komplette Prozesse zur Herstellung neuer Faserverbundhalbzeuge. Dabei stehen verschiedene Aspekte im Mittelpunkt. „Zum Beispiel die Auswirkung von Füllstoffen auf die Plattenqualität und ihre Funktion, die Dicken, mit der diese Halbzeuge herstellbar sind, und ob sich die Platten auch schäumen lassen, um noch weiteres Gewicht einzusparen“, erläutert Dr. Thomas Reußmann, stellvertretender Abteilungsleiter am TITK.

Neben einer wesentlichen Zielgruppe beider Partner, der Automobilindustrie, können auch Themen anderer Branchen, wie z.B. der Verpackungsmittelindustrie bedient werden. Die Entwicklungsergebnisse werden durch Materialprüfungen am TITK und am ThiMo evaluiert.

Quelle:

TITK

01.03.2018

ITM auf der JEC 2018

Das ITM wird den Besuchern der JEC einen umfassenden Einblick in die aktuellen Arbeiten auf dem Gebiet der Maschinen- und Produktentwicklungen entlang der gesamten textilen Prozesskette geben.
Ein Highlight auf der JEC 2018 ist die Präsentation der vielfältigen Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet.

Mittels skalenübergreifender Modellierung und Simulation wird am ITM ein tiefgreifendes Material- und Prozessverständnis erreicht. Dazu wurden Finite-Element-Modelle auf der Mikro-, Meso- und Makroskala entwickelt und validiert. Beispiele aus aktuellen Forschungsprojekten des ITM demonstrieren die vielseitigen Möglichkeiten und Einsatzbereiche der modernen Simulationsmethoden auf dem Gebiet der Textilmaschinen.

Das ITM wird den Besuchern der JEC einen umfassenden Einblick in die aktuellen Arbeiten auf dem Gebiet der Maschinen- und Produktentwicklungen entlang der gesamten textilen Prozesskette geben.
Ein Highlight auf der JEC 2018 ist die Präsentation der vielfältigen Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet.

Mittels skalenübergreifender Modellierung und Simulation wird am ITM ein tiefgreifendes Material- und Prozessverständnis erreicht. Dazu wurden Finite-Element-Modelle auf der Mikro-, Meso- und Makroskala entwickelt und validiert. Beispiele aus aktuellen Forschungsprojekten des ITM demonstrieren die vielseitigen Möglichkeiten und Einsatzbereiche der modernen Simulationsmethoden auf dem Gebiet der Textilmaschinen.

Weiterhin werden beispielhafte innovative konstruktive Highlights aus dem Bereich der Flachstricktechnologie durch das ITM vorgestellt. Eine besondere Herausforderung bei der Verwendung von Faserkunststoffverbunden (FKV) mit komplexen Freiformflächen ist neben der belastungsgerechten Auslegung eine wirtschaftliche und produktive Fertigung, wofür am ITM innovative, hochdrapierbare und anforderungsgerechte textile Halbzeuge entwickelt werden. Konstruktive Neu- und Weiterentwicklungen im Bereich Textilmaschinen erfolgen dabei in enger Zusammenarbeit mit namenhaften Textilmaschinenherstellern, wie u.a. Stoll, Steiger und Shima Seiki.  

Im Rahmen einer Projektbearbeitung konnte am ITM ein innovatives Verfahren für die kontinuierliche und damit hochproduktive Fertigung von komplexen, schalenförmigen und hohlprofilförmigen 3D-Preforms aus Hochleistungsfaserstoffen entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden. Durch die prozessintegrierte Strukturfixierung eignen sich die Preforms hervorragend für die Weiterverarbeitung zu FKV-Bauteilen. Hierbei arbeitet das neue Umformverfahren ohne aufwändige, bewegte bzw. aktiv angetriebene Elemente. Daher ist die Ausformung komplexer Geometrien bei engen Bauraumsituationen besonders gut zu realisieren. Damit gelingt erstmals die kontinuierliche und reproduzierbare Herstellung geschlossener hohlprofilförmiger 3D-Preforms mit sehr guter und reproduzierbarer Qualität, die zur JEC ausgestellt werden.

Ein am ITM erfolgreich etablierter Entwicklungsschwerpunkt sind 3D-Strukturen in Form von Near Net Shape Preformen, die zur JEC präsentiert werden. Dazu gehören z.B. ebene und gekrümmte Bauteile mit integrierten Rippen für die Steigerung der Biegesteifigkeit von hoch tragenden Bauteilen, die am ITM kontinuierlich in einem simulationsgestützten Verarbeitungsprozess gefertigt werden. Eine besondere Herausforderung ist die Entwicklung von dringend benötigten anforderungsgerechten Knotenverbindungselementen aus Glas- und Carbon-Filamentgarnen, die mittels hochkomplexer simulationsgestützter Bindungskonstruktionen auf modernsten computergesteuerten Textilmaschinen am ITM hergestellt werden. Für diese Entwicklungen wurde das ITM mehrfach international ausgezeichnet.

Zum Thema Multimaterialcomposites auf Basis von textilen Halbzeugen und Metallblech werden Ergebnisse anhand von Technologiedemonstratoren offeriert, die im Rahmen interdisziplinärer und institutsübergreifender Forschung entlang der gesamten Prozesskette erfolgreich umgesetzt wurden. Im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte wurde eine Prozesskette entwickelt, die eine kostengünstige und großserientaugliche Bauteilfertigung von FKV-Metallblech-Verbunden durch in-Situ-Umfom-Fügen aus den Halbzeugen erlaubt.  

Auf der JEC stellt das ITM auch exemplarische Demonstratorstrukturen wie Near Net Shape Preforms und textile Bewehrungen für Carbonbetonanwendungen vor, die mittels der am ITM fest etablierten Multiaxial-Kettenwirktechnologie, gefertigt worden sind. Durch eigene Weiterentwicklungen beim individuellen Kettfadenzulieferungs, -versatz und abzugssystem, bei der Fertigung thermoplastischer Hybridspreizbänder sowie bei dem online-Beschichtungssystem für textile Bewehrungen können maßgeschneiderte Halbzeuge hergestellt und neue Anwendungsfelder erschlossen werden.  

Weiterhin wird am ITM die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Garnkonstruktionen aus recycelten Carbonfasern (rCF) für neue Verbundwerkstoffe erfolgreich vorangetrieben. Mit einer sogenannten Spezialkrempelanlage werden recycelten Fasern aufgelöst, vereinzelt und zu einem breiten gleichmäßigen Band zusammengeführt. Anschließend können daraus auf Basis verschiedener Spinntechnologien neuartige Hybridgarnkonstruktionen aus gleichmäßig vermischten recycelten Carbon- und Thermoplastfasern gefertigt werden. Ausgewählte Garnkonstruktionen und daraus gefertige Demonstratoren werden den Besuchern zur JEC präsentiert.

Weitere Informationen:
ITM JEC
Quelle:

Technische Universität Dresden, Dipl.-Ing. Annett Dörfel