Aus der Branche

Gemeinsam mit dem deutschen Rundstrickmaschinenbauer Mayer & Cie. entwickelte Groz-Beckert in den vergangenen Jahren die optimierte Relanit-Platine SNK F. Davon unabhängig erfolgte die Entwicklung der neuen Energiesparnadeln LCmax™. Im Mittelpunkt beider Entwicklungen stehen die Themen Effizienz, Energieeinsparung und erhöhte Prozesssicherheit.

Groz-Beckert bietet interessierten Maschinenbauern verschiedene Kooperationsmöglichkeiten an, um gemeinsam Produkte neu zu entwickeln oder bestehende zu verbessern. Das Technologie- und Entwicklungszentrum (TEZ) von Groz-Beckert bietet den entsprechenden Rahmen für die sogenannten Co-Development-Projekte. Auf der ITMA in Mailand im Juni 2023 präsentierte Groz-Beckert unter dem Motto „Innovation through ccoperation“ einige der erfolgreichen Kooperationen. Darunter die zwei Neuentwicklungen, die mit Mayer & Cie. realisiert wurden. Auf der ITMA Asia im November 2023 stellte Groz-Beckert die beiden Neuheiten in Asien erstmalig vor.

Optimierte Relanitplatine SNK F
Ende 2018 trat der Rundstrickmaschinenbauer Mayer & Cie. an Groz-Beckert mit dem Wunsch heran, gemeinsam eine verbesserte und effizientere Platine für ausgewählte Maschinen der Relanit-Familie zu entwickeln, die ruhiger und sicherer im Nadelkanal läuft. Die innovative Platine verfügt über Federungen, deren Kräfte auf die verschiedenen Stärken unterschiedlicher Platinen abgestimmt wurden. Die durchgeführten Feldtests verliefen durchweg erfolgreich und bestätigten die Funktionalität und Vorteile.

Die neuentwickelten Relanit-Platinen SNK F werden durch ihre abgestimmte Federung sicher während des Schlossduchlaufs geführt und arbeiten entsprechend ruhiger. Dies erhöht die Prozesssicherheit und sorgt für eine verbesserte Warenoptik. Zudem konnte der Verschleiß an den Schwenkfüssen der Platinen verringert werden. Das erhöht die Standzeiten und macht den Prozess nachhaltiger und kosteneffizienter.

Höhere Energieeffizienz dank LCmax™  
Bei der zweiten Kooperation mit Mayer & Cie. hatte Groz-Beckert das Ziel, eine kostenreduzierende Energiesparnadel zu realisieren. Nach Entwicklung verschiedener Varianten, fiel die Wahl gemeinsam mit Mayer & Cie. auf eine Strickmaschinennadel mit neuartiger Wellenschaftform (LCmax™). Die ersten Prototypen wurden ausgiebig mit den Labormaschinen im TEZ von Groz-Beckert getestet.

Der wellenförmige Schaft der LCmax™ sorgt für eine geringere Anlagefläche der Strickmaschinennadel im Nadelkanal. Dies führt zu weniger Reibung, was die Maschinentemperatur verringert und Energieeinsparungen von bis zu 20 Prozent im Vergleich zu einer Standardnadel ermöglicht. Das spart Kosten und erlaubt zeitgleich die Ausnutzung maximaler Maschinengeschwindigkeiten.

Die Kooperationen zwischen Mayer & Cie. und Groz-Beckert gingen bei beiden Projekten über die reine Produktentwicklung weit hinaus. Neben Anwendungstechnik und Konstruktion waren auch die Bereiche Vertrieb und Einkauf der Unternehmen in einem engen Austausch.

Die KARL MAYER GROUP und die Südwolle Group haben sich zu einem Projekt zusammengeschlossen, um die Möglichkeiten von Merinowolle für die Wirktechnologie zu erforschen. Projektauslöser war die steigende Nachfrage nach Textilien aus nachhaltigen und umweltfreundlichen Materialien. Die Kooperation will innovative Stoffe aus nachwachsenden Rohstoffen für den Einsatz in Unterwäsche und funktioneller Sportbekleidung entwickeln. Der Fokus lag auf dem Einsatz von Wolle, einem Material mit ausgezeichneten Komforteigenschaften und dem Look and Feel leichter Single-Jersey-Waren. Stoffqualitäten aus Naturfasern sind für die Wirkerei untypisch, dementsprechend unterschiedlich waren die Herausforderungen.

Merinowollgarne mit guten Laufeigenschaften
Als Material wurde das Hidalgo-Garn der Südwolle-Gruppe eingesetzt. Das Garn entstand mit der eigenentwickelten BETA-SPUN-Technologie, bei der ein Filament um einen Merino-Kern gedreht wird. Werden Naturfasern wie Wolle, Baumwolle oder Seide mit nachhaltigen Fasern wie biologisch abbaubarem Polyamid als Filament kombiniert, können durch das Spinnverfahren langlebige, leichte Garne entstehen, die nach Gebrauch vollständig rückstandsfrei zerfallen. Die Garne aus den zwei Komponenten bringen zudem gute Laufeigenschaften für den Einsatz in der Wirkerei mit.

„Der Polyamid-Anteil des Garns erhöht dessen Festigkeit, vermindert die Haarigkeit und macht es zu einer ausgezeichneten Wahl für die Wirktechnologie“, bestätigt Gabriela Schellner aus der textilen Produktentwicklung von KARL MAYER.

Formstabilität gepaart mit dem Look and Feel von Single-Jersey
Das Hidalgo-Garn aus Merinowolle wurde auf einer Wirkmaschine mit einer durchdachten Legungsauswahl zu einer leichten, weichen, vor allem aber formstabilen Ware verarbeitet. Die Textilspezialisten von KARL MAYER hatten hierfür im Vorfeld mit zwei verschiedenen einbarrigen Stoffqualitäten experimentiert und damit einen neuen Ansatz für Trikotmaschinen verfolgt.

Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend. Nun sind weitere Versuche erforderlich, um die Technik zu perfektionieren. Gefragt sind Entwicklungspartner, darunter Stoffproduzenten, Marken und Bekleidungshersteller, mit denen die Stoffqualitäten, Maschinenausrüstung und Ausrichtung auf die Endanwendungen verfeinert werden können. Auch durch weitere Projektarbeiten sollen die Grenzen dessen, was mit Merinowolle und Wirktechnologie möglich ist, durchbrochen und für die Textilindustrie neue Lösungen entwickelt werden.

Vom 25. bis 27. April 2023 wird das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden bei der JEC auf dem Gemeinschaftsstand SACHSEN! auf dem Messegelände Paris-Nord Villepinte vertreten sein.

Das ITM wird den Besuchern der JEC einen umfassenden Einblick in aktuelle Arbeiten auf dem Gebiet der Maschinen- und Produktentwicklungen entlang der gesamten textilen Prozesskette geben.
Als Highlight auf der Messe werden neuartige maßgeschneiderte Kern-Insert-Strukturen, sog. Customised Connective Cores (CCC), vorgestellt. Sie werden additiv aus zellularem Metall und einem formschlüssig integrierten Insert hergestellt. Die CCCs können als Patch oder vollflächiges Kernmaterial direkt in konventionelle Leichtbauplatten integriert werden und haben im Vergleich zum Stand der Technik ein grundlegend besseres Tragverhalten (insb. 4-fache Tragfähigkeit und ausfallsicheres Verhalten). Damit stehen völlig neue Befestigungskonzepte für Leichtbauplatten zur Verfügung.

Ein weiteres Highlight auf der Messe stellt das am ITM entwickelte Reparaturverfahren für Faserverbundwerkstoffe (FKV) dar. Statt den Reparaturbereich mechanisch-schleifend auszuarbeiten wird die Matrix im Reparaturbereich mithilfe eines UV-strahlungsinduzierten Depolymerisationsverfahrens aufgelöst. Defekte Fasern können so durch einen maßgeschneiderten Reparaturpatch ausgetauscht werden. Freie Fadenenden an den textilen Reparaturpatches werden mithilfe eines angepassten Splice-Verfahrens mit den UV-freigelegten Fadenenden im Reparaturbereich verbunden. So kann gegenüber dem Stand der Technik eine sehr saubere, vereinfachte und mechanisch verbesserte Reparaturstelle generiert werden.

Vielfältige Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet, werden ebenso vorgestellt. 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 moderner Simulationsmethoden auf dem Gebiet der Textiltechnik.

Am ITM konnte weiterhin ein innovatives Verfahren zur integralen Fertigung endlosfaserverstärkter 3D-Schale-Rippen-Verstärkungsstrukturen mit komplex angeordneten Versteifungselementen in 0°-, 90°- sowie in ± 45°-Ausrichtung entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden. Durch die prozessintegrierte Strukturfixierung und die kontinuierliche, durchgängige Faserverstärkung zwischen Schale und Rippenstruktur eignen sich die 3D-Preforms hervorragend für die Herstellung hochbelastbarer FKV-Bauteile mit gesteigerter Biegesteifigkeit, die zur JEC präsentiert werden. So kann das Leichtbaupotenzial von Hochleistungsfasern vollumfänglich ausgenutzt werden.

Ein erfolgreich etablierter Entwicklungsschwerpunkt sind partiell fließfähige 2D-Textilstrukturen, die kontinuierlich in einem Verarbeitungsprozess gefertigt werden. Am ITM wurde dazu simulationsgestützt die gesamte Prozesskette entwickelt, die eine kostengünstige und großserientaugliche Herstellung lasttragender 3D-FKV-Bauteile mit durchgehender Faserverstärkung zwischen Schale und Rippe durch Thermopressen erlaubt.

Auf der JEC 2023 stellt das ITM auch ein Exponat aus dem Bereich des textilen Bauens vor. Dabei handelt es sich um einen partiell einbetonierten textilen Netzgitterträger, der mittels einer innovativen textilen Fertigungstechnologie auf Basis der am ITM verfügbaren Multiaxial-Kettenwirktechnik, in Kooperation mit dem Institut für Massivbau der TU Dresden, hergestellt wurde. Durch die Entwicklung eines individuellen Kettfadenzulieferungs-, -versatz und -abzugssystems sowie anforderungsgerechter Umformmethoden, können nun maßgeschneiderte textile Halbzeuge bspw. zur Anwendung in Wand- und Deckentafeln her-gestellt werden. Diese Netzgitterträger stellen eine ressourcenschonende Alternative zu konventionellen Stahlgitterträger dar, aufgrund des reduzierten Betondeckungsbedarfs sowie einem zusätzlichen Hohlraum für die Medien- und Kabelführung.

Die Integration von textilen Aktoren und Sensoren in FKV ermöglicht zusätzliche Funktionalitäten der Strukturen. Am ITM werden solche interaktiven Textilien mit diversen Matrixmaterialien, wie Duroplast-, Elastomer- sowie Beton-Matrixsysteme, für die Strukturüberwachung oder für adaptive Systeme intensiv erforscht.

Weiterhin wird am ITM die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Garnkonstruktionen aus recy-celten Hochleistungsfasern (z. B. rCF, rGF, rAR) für nachhaltige Verbundwerkstoffe erfolgreich vorange-trieben. Mit einer am ITM entwickelten Spezialkrempelanlage werden recycelte Fasern aufgelöst, vereinzelt und zu einem breiten gleichmäßigen Band zusammengeführt. Anschließend können daraus auf Basis verschiedener Spinntechnologien neuartige Hybridgarnkonstruktionen aus gleichmäßig vermischten recycelten Hochleistungs- und Thermoplastfasern mit variierbaren Faservolumenanteilen für skalierbare Verbundeigenschaften gefertigt werden. Ausgewählte Garnkonstruktionen und daraus gefertigte Bauteile werden den Besuchern der JEC präsentiert.

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.