Aus der Branche

Im Rennen um den sächsischen Landespreis „Baupraxis der Zukunft – nachhaltig, innovativ, zirkulär“ gehören zu den zehn Finalisten zwei Entwicklungen, die aus sächsischen Industrieforschungsprojekten erwachsen sind. Zum einen überzeugte das Holz-Textil-Faltwerk die Jury als innovatives Raumkonzept für modulares Arbeiten und Wohnen. Zum anderen fand die Jury Gefallen an einem Hybridbauteil für Holz-Beton-Verbunddecken, bei dem ein biobasiertes Hanffaserkunststofflaminat als Balkenverstärkung größere Spannweiten ermöglicht. Beide Projekte wurden am 8. März 2024 zur Preisverleihung im Rahmen der Baumesse HAUS in Dresden mit einer undotierten Anerkennung gewürdigt.

Holz-Textil-Faltwerke
Ein interdisziplinäres Entwicklerteam hat Holz-Textil-Faltwerke (HTF) konzipiert, die temporär zum Zweck des Schallschutzes, Sichtschutzes oder der räumlichen Abgrenzung aufstellbar sind. Die HTF sind selbsttragend und zeichnen sich durch kleines Packvolumen und Leichtbauweise aus. Unter Nutzung der Origami-Mathematik wurden mehrschichtige Holz-Textil-Verbunde entwickelt. Das Textil dient als zweidimensionales Scharnier der fertigen Konstruktion. Auf der Oberseite des Textils ist je nach technischer Anforderung eine entsprechende funktionale Schicht (z. B. Holz- oder Kunststoffelemente) zu fixieren. Dabei wird die Faltkinematik durch die Geometrie der biegesteifen Holzelemente bestimmt. Durch den Verbund aus biegeschlaffen textilen Materialien mit biegesteifen Holzelementen sind Faltbewegungen möglich, die eine selbsttragende Struktur entstehen lassen. Ein wahlweiser Einbau von Funktionselementen erhöht die Schallabsorption und -dämmung. Insgesamt entsteht durch die Origamifaltung von Holz und Textil ein ästhetisches Design. An der Entwicklung waren das Ressort Physik und Bauteile des Instituts für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD), die Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE) mit seinem Fachbereich Holzingenieurwesen sowie das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) (Chemnitz) beteiligt.
Das IGF-Vorhaben 20946BR der Forschungsvereinigung Trägerverein Institut für Holztechnologie Dresden e.V. (TIHD) wurde unter dem Titel „Akustisch wirksame Origami-Faltwerke mit bedarfsgerecht anpassbarer Raumgeometrie auf Basis von Holz/Textilverbunden“ über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert

Gro-Coce – Zukunftsfähiges Hybridbauteil aus Holz, Beton und Hanffasern
Zukunftsweisende Materialien bieten die Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen. Ein interdisziplinäres Team modifizierte die Herstellungstechnologie von Holz-Beton-Verbunddecken. Das Forschungsprojekt Gro-Coce verfolgte das Ziel, durch die Verbindung nachhaltiger Bauprodukte und -weisen ein innovatives Deckensystem zu entwickeln, welches auf Grundlage der Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV-Bauweise) als ökonomische und ökologisch vorteilhafte Alternative zu den momentan vorherrschenden, energie- und ressourcenintensiven Deckenkonstruktionen aus Stahlbeton funktioniert. Das Deckensystem besteht aus Holzstegen, deren Zugzone durch hochleistungsfähige hanffaserbasierte Armierungstextilien verstärkt wird. Dadurch gelingt eine deutliche Reduktion des notwendigen Holzquerschnittes und eine anforderungsgerechtere sowie verantwortungsvollere Nutzung des Querschnitts für alle üblichen Spannweiten des Hoch- und Geschossbaus. Ziel war die Nutzbarmachung bisher nicht erreichter mechanischer Kennwerte der Hanfbastfasern, durch die Entwicklung neuartiger Bastfasergewinnungs- und Aufbereitungsmethoden. Für die Entwicklung des neuartigen Deckensystems kooperierten die Partner Hanffaser Uckermark (Prenzlau), Holzbau Meyer (Stollberg/Erzgebirge), Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (Leipzig) sowie das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI), Fachbereich Web- und Maschenwaren, Verstärkungsstrukturen (Chemnitz). Das Forschungsprojekt ZIM KF4013848KI9 wurde unter dem Titel „Green organic reinforced high performance Timber Concrete Ceilings – Hanffaserkunststoffverstärkte, hochleistungsfähige und ressourceneffiziente Holz-Beton-Verbund-Decken“ über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Naturfasern und Rezyklate sind die Grundlage der neuesten Produktlinie von silbaerg Snowboards. silbaerg fertigt seit 2011 hochwertige Snowboards mittels patentierter A.L.D.-tech®. A.L.D. steht für anisotropic layer design und ermöglicht eine bisher ungesehene Anpassungsfähigkeit an verschiedene Fahrsituationen.  

Handgefertigte A.L.D.tech®-Lagen umgeben den Holzkern und nicht, wie bei anderen Anbietern üblich, klassische industriell gefertigte Bi-, Tri- oder Quadraxialgelege. Bereits 2015 wurden dabei erstmals Naturfasern in Form von Tapes verwendet.

silbaerg setzt auf den Einsatz regionaler Produkte. So kommen Hanffasertapes von Sachsenleinen GmbH (Markkleeberg, Sachsen) zum Einsatz, deren Rohstoff seinen Ursprung auf den Feldern zwischen Chemnitz und Leipzig hat. Für die Versteifung der Boards werden weiterhin Carbonfasertapes benötigt. Hier greift silbaerg auf Forschungsergebnisse des Sächsischen Textilforschungsinstitutes e. V. (STFI) in Chemnitz zurück: Carbonfaserabfälle von silbaerg werden in Form von Recyclingvliesstoffen wiedereingesetzt. Die Verschnittreste, die bei silbaerg in der Produktion anderer Boards anfallen, werden am STFI auf der Anlagentechnik des Zentrums für Textilen Leichtbau aufbereitet und zu Carbonfaservliesstoffen verarbeitet. Diese werden anschließend zu Carbonfasertapes konfektioniert und dienen zusammen mit Hanffasertapes als Verstärkungsstruktur im grünen Snowboard, die damit absolut made in Saxony sind.

Aktuell werden erste Boards von silbaerg-Teamfahrern im Schnee getestet. Diese Testboards nutzen ein neues biobasiertes Harzsystem der bto-epoxy GmbH (Amstetten, Österreich), welches einen Bio-Anteil von 31 % im Harz und 54 % im Härter aufweist. Es ist geplant, die neue Produktlinie noch im Jahr 2024 auf den Markt zu bringen.  

Durch den Einsatz von Hanffasern und recycelten Carbonfasern und die damit verbundene Substitution von Primärmaterial werden Ziele für eine nachhaltige Entwicklung erfüllt. Durch die Nutzung von hauseigenen Rezyklaten lässt sich zudem die Abfallmenge von Carbonfasern im Unternehmen um ca. 75 % reduzieren. Welchen Einfluss dies auf die LCA der Produkte hat, wird aktuell berechnet. 

Am 8. November 2023 findet das 6. Symposium ADDITIVE FERTIGUNG in der Textilindustrie in Frankfurt für Interessierte aus Textilindustrie, Kunststoffverarbeitung, Forschung und Praxis statt. Neue Materialien, innovative Fertigungstechnologien und zukunftsweisende Anwendungen sind Themen der Vorträge aus Wissenschaft und Wirtschaft.

Das Programm umfasst die neuesten Entwicklungen beim thermoplastischen Fused Layer Modeling, dem Druck mittels Dispenser oder Siebdruck sowie Materialien und Technologien für Schutzanwendungen und Architektur. Ergänzt werden die Vorträge durch eine begleitende Fachausstellung, auf der Unternehmen, die bereits mit additiven Fertigungs-verfahren arbeiten, ihre Produkte und Dienstleistungen präsentieren.

Veranstalter des Symposiums sind KARL MAYER STOLL R&D GmbH, das Textilforschungsinstitut Thüringen Vogtland e. V. (TITV Greiz) und das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI).

Das Symposium ist eingebettet in die internationale Fachmesse für additive Fertigungstechnologien Formnext, der Branchenplattform für Additive Fertigung und industriellen 3D-Druck. Dank einer Vereinbarung der Veranstalter erhalten Teilnehmende des Symposiums den 4-Tage Expo Pass zur Formnext vom 7. - 10. November 2023.

Veranstaltungsort: Messe Frankfurt GmbH, Portalhaus, Ebene VIA, Raum Frequenz 2, Ludwig-Erhard-Anlage 1, 60327 Frankfurt am Main

Branchentreffen für Filtration vom 14. bis zum 15. März 2023 in Chemnitz

Das zweitägige Symposium TEXTILE FILTER widmet sich in diesem Jahr innovativen, hochleistungsfähigen textilen Filtermedien verschiedener Anwendungen und Anlagen zur Gas- und Flüssigkeitsfiltration vor dem Hintergrund der Technologie im Wandel. Die Themen Nachhaltigkeit und Digitalisierung werden aus verschiedenen Perspektiven während des Symposiums vertieft.

Unter dem Stichwort Nachhaltigkeit zählen zu den anhalten Trends in der Filtermedienentwicklung die Minimierung von Luft- und Wasserverschmutzungen, die Reduzierung von Umwelt- und Gesundheitsbelastungen sowie Ressourcenschonung bei gleichzeitiger Erhöhung von Filterstandzeiten und Maximierung der Wirtschaftlichkeit. Hochwertige Filtermedien werden zukünftig weitere Aufgaben übernehmen, z.B. den Schutz elektronischer Komponenten vor Flüssigkeiten und Partikel. Neue Mobilitätskonzepte auf Straßen und Schienen erfordern zukunftsweisende Filtrationslösungen. Filter werden zudem immer individueller. Die Produktion der Zukunft erfolgt digital. Smarte Filter überwachen zukünftig Betriebsparameter und übermitteln beispielsweise Daten zur Protokollierung von filterspezifischen Informationen zu Ersatzteilen und Ersatzfiltern.

Die Chemnitzer Tagung bietet die Gelegenheit, die Zusammenarbeit zwischen FuE mit der Industrie zu intensivieren und neue Impulse für die nachhaltige Filtermediengestaltung aufzunehmen. Begleitet wird das zweitägige Symposium wieder durch eine Fachausstellung.

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.

• Textiler Dauerlauf oder wie Geokunststoffe durch eine hohe Nutzungsdauer nachhaltig werden
• STFI lädt ein zum Bautextilien-Symposium mit den Schwerpunkten Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit (online)

Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit – Verzicht oder Wachstumschance? Diese Frage begegnet uns immer häufiger, auch beim Thema Bauen mit Textil. Auswirkungen und Konsequenzen einer Entscheidung für mehr Nachhaltigkeit müssen wir dabei jedoch immer hinterfragen. Denken wir beispielsweise an die zweifelsfrei notwendige Infrastruktur, auf die eine moderne, industriell geprägte Gesellschaft angewiesen ist, müssen hier andere Lösungen als bloßer Verzicht gefunden werden.

Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit durch Geokunststoffe - Unter diesem Leitthema lädt das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. zusammen mit seinen Mitveranstaltern ein zum 15. Symposium „BAUTEX – Bauen mit Textilien“ am 26. und 27. Januar 2022.

Marian Hierhammer, Leiter der Prüfstelle am STFI, sagt dazu: „Geokunststoffe, die unsichtbaren Arbeiter im Untergrund, haben sich über die letzten Jahrzehnte zu einem bedeutenden Element bei innovativen Bauweisen im Erd- und Grundbau entwickelt. Dies ist nicht nur in den vielen Funktionen wie z. B. Filtern, Bewehren, Trennen, Dichten begründet, die sie bei den unterschiedlichsten Anwendungen übernehmen. Positive Praxiserfahrungen beim Einsatz von Geokunststoffen, ihre stetige Weiterentwicklung und ‚Ausstattung‘ mit neuen Funktionen tragen ebenso dazu bei. Mit dem Nachweis einer hohen Dauerhaftigkeit und damit verbundenen längeren Nutzungsdauer bieten die Geokunststoffe im Grunde ein perfektes Beispiel für Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit.“

Das Symposium richtet sich an Akteure aus Industrie, Forschung und Bildung, aber auch an Vertreter aus Verwaltung und regelsetzenden Bereichen. Die BAUTEX wird – anders als zunächst geplant – als Onlineveranstaltung durchgeführt.

Im Projekt futureTEX forschen Industrieunternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Verbände in einem interdisziplinären Kompetenznetzwerk, um die traditionsreiche Textilbranche in Deutschland fit für die Zukunft zu machen. Bis 2021 arbeiten die rund 300 Akteure an der Entwicklung wesentlicher Bausteine eines Zukunftsmodells.

In den vergangenen Monaten wurden dazu mehrere Forschungsvorhaben abgeschlossen. Unter anderem entwickelten die Partner in den Vorhabenkonsortien Leichtbauteile aus Hanfbastrinde oder photovoltaisch wirksame Schichten auf Technischen Textilien.

Parallel dazu starteten drei weitere Umsetzungsvorhaben, die unterschiedliche Aspekte des textilen Spektrums abdecken. Im F&E-Vorhaben digiTEX-PRO arbeiten die Partner an einer digitalen, textilen Prozesskette zur nasschemischen Funktionalisierung von textilen Flächengebilden. Das Ziel ist eine digital ansteuerbare flexible Ausrüstungstechnologie auf Basis von digitalen Verfahren aus der Druck- und Beschichtungsindustrie für die effiziente vollflächige und geometriegesteuerte Ausrüstung von textilen Flächen.

Beim Vorhaben iTEXFer steht die Entwicklung von vernetzten Fertigungssystemen und Wertschöpfungsstufen im Rahmen des Fabriklebenszyklus im Fokus. Als Ergebnis soll ein textilspezifischer, erweiterbarer Industrie 4.0-Baukasten entstehen, der neben Software und Methoden auch mechanisch-elektronischen Komponenten enthält. Damit sollen zukünftig Entwicklungszeit, Produktionsdurchlaufzeit, Ausfallzeit und die Ressourcennutzung optimiert werden.

Das Vorhabenkonsortium von T-EXoSuit plant die Entwicklung eines textilbasierten Exoskeletts mit individuell einstellbarem graduellen Bewegungswiderstand und User Interface zur präventiven und rehabilitativen Unterstützung des Bewegungsapparats. Mit der Orthese sollen Fehlhaltungen und Überlastungen durch ein individuelles angepasstes textiles Exoskelett reduziert werden. Gleichzeitig können mittels der integrierten Sensorik relevante Bewegungsdaten erfasst und analysiert werden.

Neu ist ebenfalls das futureTEX-Vorhaben „Von der Forschung in die Praxis - futureTEX Inkubator für technische Textilien und disruptive Produkte“. Das Vorhaben wird im Mai starten und als wichtiger Impulsgeber für den Transfer ausgewählter Vorhabenergebnisse in die Wirtschaft fungieren. Bis 2021 sollen nachhaltige Strukturen entwickelt werden, die futureTEX-Inhalte ganz gezielt zur Marktreife bringen. Gleichzeitig soll damit eine Innovationsplattform für die gesamte Branche etabliert werden, die ausdrücklich KMU einbindet sowie Lern- und Anwendungsmodule aufzeigt.