Aus der Branche

Bauteile im Automobil müssen nicht mehr nur technologisch höchsten Ansprüchen genügen, sondern auch nachhaltig und rezyklierbar sein. Zukünftig müssen Ingenieurinnen und Ingenieure bei der Entwicklung nicht nur das fertige Produkt, sondern auch das Ende dessen Lebenszyklus im Blick haben. Künstliche Intelligenz soll helfen, in solchen Zyklen zu denken. dabei helfen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) sind einer der Projektpartner im Forschungsprojekt CYCLOMETRIC, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut wird. Entwickelt wird ein Tool, das schon während der Produktplanung Verbesserungsvorschläge macht.

Recycling von Hochleistungsmaterialien scheitert häufig daran, dass sich die Werkstoffe nicht in ihre ursprünglichen Bestandteile trennen lassen. CYCLOMETRIC soll dafür sorgen, dass dieses Problem nicht erst am Ende des Lebenszyklus eines Produkts gelöst werden muss. Mit den derzeitigen Methoden und Werkzeugen werden Auswirkungen auf die Umwelt oft erst gegen Ende der Entwicklung oder sogar erst nach Produktionsbeginn untersucht – obwohl die relevantesten Entscheidungen über Produkteigenschaften deutlich früher getroffen werden. Das neue System hilft, während der Entwicklung die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dazu werden Daten, Informationen, Wissen über alle Entwicklungsphasen und Schnittstellen hinweg analysiert und bewertet. Dabei kommen Forschungsansätze des Advanced Systems Engineerings und Model-based Systems Engineerings in Verbindung mit Methoden der Ökobilanzierung sowie die Geschäftsmodellanalyse zum Einsatz.

Produktentwicklung muss täglich komplexe Parameter wie Produzierbarkeit, Rezyklierfähigkeit, Wiederverwendbarkeit, CO2-Emissionen und Kosten im Blick behalten. Nicht zuletzt müssen die Erwartungen und Gewohnheiten der Kundinnen und Kunden mitgedacht werden. Das Tool berechnet die Auswirkungen bei der Auswahl des Materials ebenso wie bei der Planung von Produktionsschritten und macht Verbesserungsvorschläge.

Als Anwendungsbeispiel für das digitale Werkzeug dient im Projekt CYCOMETRIC eine Mittelkonsolenverkleidung. Sie besteht aus nachhaltigen Textilmaterialien und verfügt über in das Textil integrierte smarte Funktionen. Das fertige Tool ist dennoch nicht auf die Automobilbranche beschränkt. Es kann in allen Industriefeldern eingesetzt werden.

Aufgabe der DITF ist die Auswahl und Prüfung geeigneter Materialien. Das Team erarbeitet die passenden Fertigungs- und Verarbeitungsprozesse und erstellt einen Prototyp. An den Prüflaboren werden Testläufe zu Funktions-, Alltags-, Langzeit- und Extremtauglichkeit der textilen Strukturen und Faserverbundwerkstoffen durchgeführt, die bei der späteren Anwendung reproduzierbar sind. Für die smarten Funktionen der Konsole werden Konzepte für Sensoren und Aktoren entwickelt.

Die DITF bringen als Partner im Forschungscampus ARENA2036 umfangreiche Erfahrungen im Leichtbau durch Funktionsintegration bei Automobilen mit. Nach Abschluss des Projekts werden die Denkendorfer Forscherinnen und Forscher Unternehmen beraten, wie Textilien verstärkt im Fahrzeuginterieur eingesetzt werden können.

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.

Ein Jahrzehnt Nachhaltigkeitsförderung: Der Green Product Award und der Green Concept Award feiern 2023 zehnjähriges Jubiläum und sind bis zum 7. November 2022 offen für Bewerbungen

Bereits zum zehnten Mal lobt der Green Future Club zwei Nachhaltigkeitspreise aus: den Green Concept Award sowie den Green Product Award. Die 2013 ins Leben gerufenen Auszeichnungen prämieren Produkte, Konzepte und Dienstleistungen, die in den Disziplinen Nachhaltigkeit, Innovation und Design überzeugen. Der Green Product Award richtet sich an Start-ups und etablierte Unternehmen. Mit dem Green Concept Award werden Studenten und Absolventen für visionäre Konzepte ausgezeichnet, die noch nicht auf dem Markt sind.

Beide Preise werden in vierzehn Kategorien vergeben: Architektur & Tiny Houses, Arbeitswelt, Beauty & Personal Care, Fashion, Freestyle, Gebäudekomponenten, Interior & Lifestyle, Kinder, Konsumgüter, Küche, Mobilität, Neue Materialien, Sport und Verpackung.

Über die Jahre konnte der Green Future Club zahlreiche zukunftsträchtige Produkte und Konzepte der Öffentlichkeit vorstellen und zum Erfolg verhelfen, darunter:

DESSERTO, der Gewinner der Kategorie „Neue Materialien“ des Green Product Award 2020 wurde durch den Preis erstmalig in Deutschland vorgestellt und hat sich in der Folge erfolgreich in der Modebranche etabliert. Nur ein Jahr später wurde das vegane Material aus Kaktusfasern von Amber Valetta für Karl Lagerfeld in Szene gesetzt; seither folgten Givency, Everlane und viele andere Brands als Partner.

Auch Vank Panele setzen auf kreislauffähige Naturfasern – in diesem Falle Hanf und Flachs, die sich Dank ihrer Leichtigkeit und Fähigkeit, Schall zu absorbieren, hervorragend als Materialien für Akustikplatten eigenen. 2022 hat der Hersteller Vank den Green Product Award in der Kategorie “Interior & Lifestyle” gewonnen. Mit der Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten erfolgte der Markteintritt zwölf Monate später – aktiv begleitet vom Green Future Club.

Die Awards 2023
Bis zum 7. November 2022 können sich Start-Ups, Unternehmen, Studenten und Absolventen für den Green Product Award bzw. den Green Concept Award bewerben. Am 7. Dezember werden die Nominierten bekanntgegeben. Danach erfolgt eine vierwöchige öffentliche Publikumswahl, während die Expertenjury die Gewinner und die "Best of"-Projekte in jeder Kategorie bewertet. Die Ergebnisse werden bei der Preisverleihung im März in Deutschland bekannt gegeben. Im Jubiläumsjahr erhalten Mitglieder des Green Future Club 50 % Rabatt auf Award-Einreichungen, Einladungen zu Club Events, die Vorstellung neuer Tools, Matchmaking Events, uvm.

Die internationale Jury des Green Product Award 2023 und des Green Concept Award 2023 besteht aus:

• Prof. Martin Charter
  Centre of Sustainable Design,
• Prof. Claus-Christian Eckhardt
  Lund University,
• Karsten Bleymehl
  The Circular Materials GmbH,
• Gabriele Cavallaro
  Isola Design Awards,
• Prof. Tina Kammer
  InteriorPark.,
• Andrea Herold
  InteriorPark.,
• Leonne Cuppen
  Yksi Expo Foundation,
• Prof. Xin Liu
  Tsinghua University,
• Kiersten Muenchinger
  University of Oregon,
• Katharina Feuer
  md INTERIOR DESIGN ARCHITECTURE,
• Dr. Robert Pludra
  Academy of Fine Arts Warsaw,
• Katja Reich
  DBZ Deutsche BauZeitschrift,
• Mimi Sewalski
  avocadostore.de,
• Anna Theil
  Studio Für Morgen,
• Sebastian Thies
  nat-2 / thies 1856®,
• Katarzyna Dulko-Gaszyna
  Head of Sustainability IKEA Deutschland
• Hon. Prof. Meike Weber
  Architektin und Kulturmanagerin,
• Julius Wiedemann
  DOMESTIKA,
• Melodie Abdollahi
  Haus von Eden,
• Katja Keienberg
  baby&junior,
• Petra Schmatz
  green Lifestyle,
• Raz Godelink
  Parsons School of Design,
• Katrin de Louw
  Trendfilter,
• Sven Fischer
  LUWE GmbH,
• Peter Michel Heilmann
  Reltime

Award-Zeitplan 2022/23

22-30.10. Dutch Design Week Ausstellung
07.11. Einreichungsfrist für den Green Product & Concept Award
9-10.11. Design meets Industry: The Greener Manufacturing Show
7.12. Bekanntgabe der Nominierten
7.12.-01.22 Bewertung der Jury und öffentliche Publikumswahl
März 2023 Preisverleihung

Weitere Informationen:
Green Product Award: https://gp-award.com/de/gpaward
Green Concept Award: https://gp-award.com/de/gcaward
Green Future Club: https://www.greenfutureclub.com

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.

Das Fluorcarbon PFHxA soll durch sehr niedrige Grenzwerte reguliert werden. Die Produktion technischer Textilien für Umweltschutz, Medizin, Schutzbekleidung und Bau sieht dadurch viele Anwendungen in Frage gestellt.

Schusssichere Westen für Polizei und Militär, Schnittschutzhosen für Forstarbeiten, Spezialtextilien für Brennstoffzellen und Elektroisolation, Erosionsschutz im Tiefbau, ressourceneffizienter Leichtbau, Klima- und Sonnenschutzausstattung, flammgeschützte Auskleidungen von Transportmitteln, Wundpflaster und Verbandsmaterialien – die Produzenten von technischen Textilien sind Hidden Champions. Die deutsche Textilindustrie hat sich weltweit eine Vorreiterstellung bei den komplexen Lösungen erarbeitet und sieht jetzt zahlreiche Anwendungen durch das EU-Chemikalienrecht in Frage gestellt.
 
Grund dafür ist, dass der Stoff PFHxA mit einem extrem niedrigen Grenzwert belegt werden soll. Der Stoff findet sich aufgrund seiner thermischen und chemischen Stabilität in einer Vielzahl von Anwendungen und ist in der Textilindustrie in eingesetzten Hilfsmitteln zu finden. Auf einem fertigen Produkt ist PFHxA in nur sehr geringen Spuren zu finden – der Stoff selbst ist, nachgewiesen durch wissenschaftliche Studien, toxikologisch nicht bedenklich. Erst 2017 war PFHxA als Ersatzstoff in der PFOA-Regulierung ausgewiesen worden, zahlreiche Wertschöpfungsketten wurden umgestellt. Jetzt steht der Stoff selbst vor starken Regulierungen – einen Ersatzstoff gibt es nicht.

Um dies zu verhindern, macht die Textilindustrie einen Lösungsvorschlag: eine Ausnahme für technische Textilien gemäß DIN EN ISO 14419/Ölnote 3 (Mindestanforderung) verbunden mit einer Berichterstattung über Einsatz, Substitution und Minderung von PFHxA.

Südwesttextil, der als Verband zahlreiche Hersteller technischer Textilien in Baden-Württemberg. vertritt, sieht in der geplanten Grenzwerteinführung für PFHxA faktisch ein Anwendungsverbot. Das bedeute, dass viele technische Textilien am Standort Deutschland nicht mehr produziert werden können.

Ein Garn zu spinnen, ein Gewebe oder Gestrick zu produzieren, anschließend zu veredeln und zu einem fertigen Textil mit breiten Anwendungsfeldern zu konfektionieren, benötigt viel Know-how. Passend dazu bieten Textil- und Bekleidungsunternehmen Ausbildungsberufe an, deren Anwendungsfelder ganz nach dem Motto „Textil kann viel“ nicht vielfältiger sein könnten. Produktionsmechaniker*innen Textil können ihr Geschick im Umgang mit Maschinen unter Beweis stellen; Produktveredler*innen Textil sind direkt in das Veredeln und Färben eingebunden; Textil- und Modeschneider*innen verwandeln Stoffe in Kleidungsstücke und andere Produkte. Auch Ausbildungen im kaufmännischen Bereich, in Logistik oder IT hat die Industrie zu bieten.

„Wir möchten noch mehr junge Menschen für eine Ausbildung in unserer spannenden und innovativen Branche begeistern. Deshalb investiert Südwesttextil mit dem Bau des Texoversums auf dem Campus der Hochschule Reutlingen in die Zukunft der Ausbildung. Das Texoversum ist einer der Orte, an dem die textile Aus- und Weiterbildung ihre Innovation und Attraktivität aufzeigt und vorantreibt“, so Edina Brenner, Hauptgeschäftsführerin des Wirtschafts- und Arbeitgeberver-bands Südwesttextil.

In den Nachwuchs zu investieren hat beim Verband der Südwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie e.V. Südwesttextil Tradition: Seit 1980 sind in der Gatex, der überbetrieblichen Aus- und Weiterbildungsstätte der Branche, mehr als 1.000 Menschen erfolgreich qualifiziert worden. Auszubildenden ermöglicht die Gatex das Lernen entlang der textilen Kette, sodass sie im Anschluss im Betrieb auch vor- oder nachgelagerte Stufen der Produktion mitdenken können.
 
Mit dem Umzug der Gatex von Bad Säckingen nach Reutlingen setzt Südwesttextil auf einen zentralen Ort und die Verknüpfung mit dem Studienangebot der Hochschule. Schon jetzt schnuppern die Auszubildenden Campusluft, denn das überbetriebliche Ausbildungsjahr beginnt direkt in Reutlingen. Das Texoversum wird im Frühsommer des nächsten Jahres eröffnet und bietet dem textilen Nachwuchs Raum fürs Lernen, Ausprobieren und Vernetzen. Denn in den 3.000 Quadratmetern des innovativ gebauten Gebäudes befinden sich neben Schulungsräumen auch Werkstätten, Labore und Think-Tank-Flächen.

Auf der WindEnergy stellt Freudenberg Performance Materials dem Fachpublikum aus der internationalen Windenergiewirtschaft Freudenberg Friction Inserts vor. Mit Hilfe dieser Technologie kann die Leistungsdichte von Windkraftanlagen durch Reibwerterhöhung erhöht werden.

Freudenberg Friction Inserts (FFI) basieren auf einem speziellen dünnen Vliesstoff, der einseitig mit Hartpartikeln beschichtet ist. Die FFIs werden maßgeschneidert an die jeweilige Anwendung angepasst; zum einen an die Geometrie und zum anderen an die Einflussparameter der Verbindung. Sie erzeugen keinen Spalt und können dadurch genau dort aufgebracht werden wo sie benötigt werden.

FFI werden in die Verbindung zweier Fügepartner eingebracht. Durch das Eindringen der Partikel in die Bauteiloberflächen kommt es zu einer Mikroverzahnung zwischen den zu fügenden Bauteilen. Auf diese Weise wird der Reibungskoeffizient zuverlässig erhöht und es können höhere Drehmomente in Verbindungen übertragen werden. Im Ergebnis werden Windkraftanlagen leistungsfähiger und effizienter. Zusätzlich wird die Verkleinerung von Bauteilen bei gleicher Performance möglich, was das Einsparen von Gewicht und Material ermöglicht.

FFI tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit der Verbindungen und damit der gesamten Windkraftanlage zu verbessern. Gleichzeitig verhindern sie das Rutschen von Verbindungen und beugen Fretting vor.

Weitere Anwendungsbeispiele für Freudenberg Friction Inserts sind hochbelastete Flanschverbindungen zwischen Rotorwelle und Getriebe, Verbindungen zwischen Hauptlager und Gehäuse des Maschinenträgers, zwischen Getriebe und Generator sowie am Blattverstellergetriebe und am Hohlrad des Planetengetriebes. FFI erhöhen die Haftreibung zwischen den Bauteilen.

Ziel des Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE ist es, die Wertschöpfungskette Kunststoff zirkulär zu gestalten. Sechs Fraunhofer-Institute erforschen am Beispiel Kunststoff, wie der Wandel von einer linearen zur einer zirkulären Kunststoffwirtschaft gelingen kann. Auf der ACHEMA in Frankfurt, der internationalen Messe für die Prozessindustrie, stellt das Fraunhofer CCPE vom 22. bis zum 26. August zwei technische Produktinnovationen und ein Bewertungstool für Unternehmen der Circular Economy vor.

Seit 2018 erforschen die sechs Fraunhofer-Institute — IAP, ICT, IML, LBF, IVV und UMSICHT – wie eine nachhaltige Transformation einer gesamten Wertschöpfungskette unter Prinzipien der Circular Economy erfolgen kann. Durch einen Multi-Stakeholder-Ansatz können FuE-Kompetenzen gebündelt werden, um Produkte zirkulär zu gestalten, passende Geschäftsmodelle zu entwickeln und End-of-Life Verluste bei Kunststoffabfällen zu reduzieren. Auf der ACHEMA werden die folgenden Projekte ausgestellt:

• Faserverstärktes Monomaterialkomposit aus PLA
  Biobasierte Kunststoffe werden zunehmend für technisch anspruchsvolle Einsatzbereiche z.B. in der Automobil- und Textilindustrie nachgefragt. Zwei zentrale Anforderungen sind dabei ihre Stabilität und ihre Recyclingfähigkeit. Forschende der Fraunhofer-Institute IAP und ICT entwickelten innovative PLA-basierte Monomaterial-Komposite (Organobleche), die technische Applikationen adressieren und insbesondere mit Hinblick auf die Rezyklisierbarkeit einen Beitrag zur Umsetzung der Sustainable Development Goals der UN leisten können.
• Optisch und mechanisch verbesserte Folienrezyklate
  Bei der Herstellung von Folien zählt neben den mechanischen Eigenschaften besonders der visuelle Eindruck. Es dürfen keine Fehlstellen in Form von Stippen, Fischaugen oder Abrissen auftreten, die insbesondere bei Verwendung von Rezyklaten zu Problemen führen können. Die direkte Verwendung eines Folienregranulats führt jedoch häufig zu vielen Abrissen während der Folienherstellung, die zudem fatale Auswirkungen auf die mechanischen Materialeigenschaften haben. Durch die Zugabe einer geeigneten Additivformulierung konnte die Folienqualität nun signifikant verbessert werden.

Ist ein Produkt reif für die Circular Economy?
Weiterhin präsentieren die Forschenden nun auf der ACHEMA das webbasierte Tool CRL®, mit dem Unternehmen den Reifegrad von Produkten oder Produktsystemen im Hinblick auf die Circular Economy selbst bewerten können. Es prüft, inwieweit ein Produkt die Strategien der Kreislaufwirtschaft in den Bereichen Produktdesign, Produktdienstleistungssystem, End-of-Life-Management und Kreislaufwirtschaft bereits berücksichtigt und wo noch Verbesserungspotenzial besteht.

Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) gehören Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu den häufigsten natürlichen Todesursachen. Weltweit sterben daran jährlich etwa 17 Millionen Menschen. Mit dem Peter Dornier-Stiftungspreis 2022 wurde nun am 21. Juli 2022 eine Forschungsarbeit von Herrn Dipl.-Ing. Mathis Bruns vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden ausgezeichnet, die die medizinische Versorgung von Menschen mit unzureichender Herzklappenfunktion künftig verbessern und das Leben der Patienten verlängern soll.

Das menschliche Herz ist eine Hochleistungsmaschine: Über die Lebenszeit eines Menschen hinweg schlägt es fast drei Milliarden Mal, pumpt dabei rund 200 Millionen Liter Blut durch den Körper. Enorme Belastungen, die mitunter zu lebensgefährlichen Verschleißerscheinungen führen können. Gerät eine Herzklappe aus dem Tritt, erhalten Patienten in der Regel künstlich-mechanische oder biologische Klappen als Ersatz. Mechanische Lösungen sind jedoch mit einer lebenslangen Einnahme blutverdünnender Medikamente verbunden. Außerdem kann es zu hörbaren Schließgeräuschen kommen; so klagt fast ein Viertel der Patienten mit mechanischer Herzklappe über Schlafstörungen. Biologische Herzklappen wiederum, etwa aus tierischem Gewebe, haben einen hohen manuellen Herstellungsaufwand und eine kürzere Lebensdauer.
 
Potenzial des Webens für Medizinprodukte aufgezeigt
Deshalb forscht Diplomingenieur Mathis Bruns am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden an einer Implantat-Alternative aus Gewebe. Im Rahmen eines Forschungsprojekts, an dem auch Herzchirurgen aus dem Herzzentrum Dresden sowie der Uniklinik Würzburg beteiligt waren, lieferte Herr Bruns mit seiner Diplomarbeit wichtige Erkenntnisse für das Weben einer künstlichen Herzklappe. Für seine Arbeit mit dem Titel „Entwicklung von Schlauchstrukturen mit integrierter Ventilfunktion“ hat Mathis Bruns nun den mit 5.000 Euro dotierten Peter Dornier-Stiftungspreis 2022 erhalten. Dr. Adnan Wahhoud, ehemaliger Leiter der Entwicklungsabteilung Luftwebmaschine bei der Lindauer DORNIER, sagte bei seiner Laudatio: „Der Preisträger demonstriert mit seiner Arbeit sehr anschaulich, welches Potenzial in der Webtechnik steckt, um Gewebe komplexer Form, Geometrie und Gestalt herzustellen mit dem Ziel, das Leben von Menschen zu verlängern und zu verbessern.“ Die ausgezeichnete Diplomarbeit, sei eine Bereicherung der Forschung an dreidimensionalen Geweben zum Einsatz in der Medizin.

Ersatzherzklappen ohne Naht weben
„Ein besonderer Vorteil unseres Ansatzes liegt in der integralen Herstellungsweise“, sagt Stiftungspreisträger Mathis Bruns. Die Geometrie und Funktion einer Herzklappe sei derart komplex, dass sich gewebte Herzklappen bislang nicht in dieser Form herstellen ließen. Durch den kombinierten Einsatz einer Spulenschützen-Bandwebmaschine und einer Jacquard-Maschine sei es jedoch gelungen, die Ersatzherzklappe so zu weben, dass sie nicht mehr zusammengenäht werden müsse. Selbst die Schlauchstrukturen für die Blutgefäße und die integrierte Ventilfunktion seien „aus einem Guss“. „Nähte sind immer eine Schwachstelle in textilen Medizinprodukten“, sagt Bruns. Ein weiterer Vorteil der gewebten Herzklappe: Sie soll sich auch mit Hilfe einer minimal-invasiven Operation einsetzen lassen. Demnach soll die eingefaltete Klappe, die etwa so groß ist wie ein Teelicht, mit einem Katheter über die Blutbahn an die Zielstelle im Herzen geschoben und dort entfaltet werden. Brustkorb und Herz der Patienten müssten dann nicht mehr aufgeschnitten werden, erklärt Preisträger Bruns.
 
Textile Struktur ähnelt menschlichem Gewebe
Seit jeher entstehen verschiedenste Medizinprodukte auf den Webmaschinen der Lindauer DORNIER. Kunden fertigen auf ihnen unter anderem Gewebe für Bandagen, Prothesen, Blutfilter und Orthesen. Dass auf den Maschinen aus Lindau in Zukunft vermehrt auch Implantate wie Herzklappen gewebt werden, ist für Mathis Bruns nur naheliegend. „Textiles Gewebe ist dem menschlichen Gewebe sehr ähnlich“, sagt er. Wie ein textiles Gewebe sich aus Tausenden Einzelfäden zusammensetze, bestehe auch der menschliche Körper zu einem großen Teil aus fadenförmigen Materialen. „Muskelfasern leiten Kraftimpulse, Nervenbahnen senden Reize wie beispielsweise Schmerzen und Gehirnzellen leiten über fadenförmige Dendriten und Axone Informationen.“ Aufgrund ihrer „Fadenförmigkeit“ seien gewebte Implantate deshalb besonders geeignet für medizinische Anwendungen.

ANDRITZ stellt auf der CINTE 2022 in Schanghai, China, seine innovativen Produktionslösungen im Bereich der Vliesstofftechnologie vor (6. bis 8. September). Das vorgestellte Produktportfolio beinhaltet die neuesten Produktions-technologien für Vliesstoffe und Textilien wie Air-Through Bonding, Airlay, Needlepunch, Spunlace, Spunbond, Wetlaid/WetlaceTM sowie Converting, Textilveredelung, Recycling und die Verarbeitung von Naturfasern.

FOKUS NACHHALTIGKEIT
ANDRITZ begleitet Vliesstoffproduzenten bei der Umstellung auf Nachhaltigkeit mit dem Ziel, Kunststoffkomponenten zu reduzieren oder zu eliminieren und gleichzeitig die hohe Qualität der gewünschten Produkteigenschaften beizubehalten. Dies gilt für alle Arten nachhaltiger Feuchttücher wie spülbare, biologisch abbaubare, aus biologischer Herkunft stammende, aus Krempelvlies hergestellte oder klassische Krempelvlies-Feuchttücher. Die neueste Entwicklung in diesem Bereich ist die ANDRITZ neXline wetlace™ CP-Linie, die den CP-Prozess (carded pulp) integriert. Dieses ausgereifte Verfahren verbindet die Vorteile der Trocken- und Nassvliestechnologien bei der Produktion einer neuen Generation von biologisch abbaubaren Feuchttüchern.

NEXLINE WETLAID AXCESS FÜR KLEINERE UND MITTLERE PRODUKTIONSMENGEN
Die neXline wetlaid aXcess-Linie ist für kleinere und mittlere Produktionsmengen ausgerichtet und wurde für neue und bestehende Linien entwickelt. Diese Kompaktlinie bietet einen Einstieg in den wachsenden Nassvliesmarkt und enthält auch eine Vielfalt an Endanwendungen und Optionen.

ANDRITZ AXCESS FÜR MITTLERE KAPAZITÄTEN IN WUXI, CHINA, ENTWICKELT
Die aXcess-Reihe wurde speziell für mittlere Kapazitäten bei ANDRITZ (China) Ltd. Wuxi Branch entwickelt. Das Werk in Wuxi verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Produktion und im Service – mit Fokus auf die Vliesstoffindustrie in Asien. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Technologien für die ANDRITZ aXcess-Produktreihe, die komplette Linien und Einzelmaschinen für Durchströmverfestigungs-, Nadelvlies- und Spunlaceprozesse enthält. Mit der aXcess-Reihe entwickelte ANDRITZ ein Hybridkonzept, das europäische Maschinen mit chinesischen Maschinen kombiniert.
 
Die Serviceorganisation wurde geschaffen und optimiert, um die Lieferzeiten zu verkürzen und optimale Kundenbetreuung – sogar während der Corona-Pandemie – bieten zu können. Ein Team aus erfahrenen Technikern und Verfahrensspezialisten kann bei Kunden, die umfassende Unterstützung brauchen, zeitnah eingesetzt werden. Das ANDRITZ-Werk enthält auch ein Walzenservicezentrum mit modernsten Schleifmaschinen und einen Prüfstand für unterschiedliche Walzentypen.

Außerdem bietet die in Europa hergestellte aXcess-Reihe Technologien für Spunlaid- und Wetlaid-Prozesse. Die Kundennachfrage zielt mehr und mehr auf höhere Produktionsgeschwindigkeiten und -breiten, ein kompaktes und zuverlässiges Design sowie attraktive Investitionskosten in einem wettbewerbsintensiven Markt. Zur Erfüllung dieser Anforderungen hat ANDRITZ seine Produktreihe für Vliesstoffkalander und Trockner ausgebaut.