Aus der Branche

Produktion und Pflege, Logistik und Landwirtschaft – die Menschen in diesen und vielen anderen Branchen leisten Tag für Tag Schwerstarbeit. Exoskelette bieten ihnen dabei enorme Entlastung. Und in der Rehabilitation helfen die innovativen „Kraft-Anzüge" den Patient*innen, ihre motorischen Möglichkeiten zu erweitern und ihre Mobilität zu vergrößern. Zentrales Bauteil der Exoskelette: elastische Schmaltextilien.

Jedes Gramm zählt
Exoskelette erfordern zudem leichte Bauteile. Und da zählt jedes Gramm. Textilien sind per se besonders leichte Materialien und die Elastics von JUMBO-Textil eignen sich darüber hinaus, schwerere Bauteile aus oder mit Kunststoff oder Metall zu ersetzen. Sie dienen zum Beispiel als Federersatz und ersetzen Schnallen oder andere Verschlüsse.

Gut für den Rücken – und für die Haut
Exoskelette erfordern hautfreundliche Bauteile. Je nach Modell und Umgebungstemperatur werden Exoskelette auch direkt auf der Haut getragen. Beim Tragekomfort macht JUMBO-Textil deshalb keine Kompromisse: Ob elastischer Klettgurt oder rutschhemmendes Webband – die Oberfläche der Textilien ist angenehm soft. Damit sich keine Feuchtigkeit staut, sind die Textilien grundsätzlich luftdurchlässig. Sie sind zudem frei von Schadstoffen und erfüllen den OEKO-TEX Standard 100 PK I.

Innovative Fertigungstechnik – komplexe Textilarchitektur
Exoskelette erfordern sichere, stabile Bauteile. Die Fertigungstechnik bei JUMBO-Textil ist immer auf dem neuesten Stand. Das macht ganz unterschiedliche, auch komplexe stabile Textil-Strukturen möglich – von der elastischen Knopflochlitze bis zur mehrfach verzweigten elastische Lochkordeln.

• Polynova soll ab November für die GRAFE Gruppe im Schweizer Raum Marktanteile gewinnen

Eine neue Handelsvertretung für die Schweiz hat die GRAFE Gruppe, Blankenhain, mit der Polynova Group AG, Risch-Rotkreuz (Schweiz), gefunden. Zur Fakuma 2021 wird die Partnerschaft offiziell gestartet. „Unsere neue Schweizer Vertretung ist auf die Distribution und Produktion von hochwertigen technischen Kunststoffgranulaten spezialisiert und seit mehr als 20 Jahren am Markt aktiv. Das Unternehmen verfügt über einen großen Kundenstamm und die nötige technische Expertise, um unsere Ziele in dem wichtigen Markt voranzutreiben. Dazu gehört unseren Bekannt-heitsgrad zu steigern, über unser Leistungsprogramm aufklären und schließlich Marktanteile zu gewinnen“, sagt Stefanie Theuerkauf, Vertriebsleiterin für die D-A-CH-Region. Polynova beschäftigt fünf Vertriebsmitarbeiter sowie drei in der Logistik, die allesamt einen technischen Hintergrund haben. Ein eigenes Lager in Rothenburg sichert zudem die Verfügbarkeit der Kunststoffe. „GRAFE passt bestens in unser Produktportfolio“, zeigt sich Thomas Weigl, Mitinhaber und zuständig für Geschäftsentwicklung beim Schweizer Vertriebsunternehmen, dessen Mitarbeiter kürzlich intensiv in Blankenhain geschult wurden, überzeugt.

„Unsere Kunden kommen aus den Sparten Sportartikel, Gehäuse-Technik, Automobilzulieferer und Medizintechnik – da gibt es viele Synergien mit GRAFE.“ Weigl verfügt selbst über umfangreiche Erfahrungen im Masterbatch-Bereich und war für zwei Unternehmen der Branche – Sukano und Americhem – als Geschäftsführer tätig. „Schweizer Firmen wollen Schweizer Ansprechpartner. Wir sprechen die Sprachen Deutsch, Italienisch und Französisch, sind in kürzester Zeit vor Ort, bieten den direkten Kontakt und verstehen die Bedürfnisse der Kunden und die Anforderungen des Marktes“, erklärt er. „Polynova ist damit schneller, näher und direkter.“ „Der Schweizer Markt ist groß und wichtig für uns“, berichtet Theuerkauf und Weigl erklärt die Hintergründe: „Es gibt über 300 Kunststoffverarbeiter, viele sind familiengeführt und sehr technisch orientiert. Die Ursprünge der Unternehmen liegen oft in der Uhrenindustrie und bei der Herstellung kleinster Präzisionsteile wie etwa Zahnrädern. Darüber hinaus sind Kaffeemaschinen-Hersteller, Medizintechnik-Anbieter und Automobilzulieferer wichtige Marktteilnehmer. Eine Vielzahl bekannter OEMs sind hier angesiedelt.“

Auch wenn es im Alpenland bereits Masterbatch-Hersteller gebe, so der Vertriebsexperte, verfüge jedoch niemand über das Know-how, Compounds und Masterbatches so perfekt und korngenau einstellen zu können, wie das Unternehmen aus Thüringen. Neben einer kompletten Farbenpalette auf praktisch allen Kunststoffträgern sind auch Flammschutzmittel, UV-Additive, Thermo-stabilisatoren oder Gleitmittel weitere Beispiele für das umfangreiche Produktportfolio. GRAFE zählt zu den Spezialisten in der Modifizierung thermoplastischer Kunststoffe und ist Innovationtreiber in der Herstellung von Farb-Masterbatches. „Auch die technischen Möglichkeiten hinsichtlich eines hochmodernen Technikums- und Produktionsmaschinenpark, sowie eine der größten Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Branche sind am Schweizer Markt sonst nicht zu finden. Unsere Aufgabe ist es jetzt, diese den einheimischen Kunden nahezubringen.“, so Thomas Weigl, Mitinhaber der Polynova AG zusammen mit dem Gründer Renato R. Huebscher.

Die Distec GmbH erweitert sein Embedded Portfolio mit dem industriellen Embedded BoxPC EC-3200 von iBASE für Anwendungen mit künstlicher Intelligenz (KI) mit höchsten Leistungsansprüchen. Der EC-3200 basiert auf dem hochmodernen, stromsparenden und leistungsstarken NVIDIA® Jetson™ TX2. Der Prozessor verbindet außergewöhnliche Geschwindigkeit und Energieeffizienz mit einem Dual Core Denver 2 und einem Quad Core ARM® Cortex®-A57 Prozessor. „Gegenüber dem Jetson™ TX1 hat sich die Energieeffizienz bzw. die Leistung damit mehr als verdoppelt“, erläutert Thomas Schrefel, Produkt Manager Embedded bei Distec. „Dies ermöglicht die hochmoderne NVIDIA Pascal-Architektur mit 256 Recheneinheiten und bis zu 1,33 TFLOPS. Der EC-3200 bietet dadurch echte KI-Rechenleistung für Edge-Anwendungen mit 8 GB Speicher und 59,7 GB/s Speicherbandbreite.“ Durch sein robustes Design eignet sich der EC-3200 ideal für den Einsatz in Industrierobotern, medizinischen Geräten, Smart Cities und für Geräte, die die Zusammenarbeit in Unternehmen unterstützen.  

BoxPC für echte Deep-Learning-Anwendungen
Heutige Edge- und Cloud-basierte KI-Produkte erfordern bessere Rechen- und Videoanalyse-Fähigkeiten, um eine anspruchsvolle Echtzeit-Datenverarbeitung durchzuführen und Latenzprobleme zu überwinden. Der EC-3200 ist eine langlebige Lösung mit lüfterlosem Design für einen unterbrechungsfreien Betrieb. Er nutzt die Vorteile der GPU-beschleunigten Parallelverarbeitung des Jetson™ TX2, um datenintensive und unternehmenskritische Arbeitslasten mit hoher Energieeffizienz und unübertroffener Zuverlässigkeit zu bewältigen. Damit ist er ideal für echte Deep-Learning-Anwendungen

Energieeffizient und zuverlässig auch in rauer Industrieumgebung
Der EC-3200 ist für einen erweiterten Temperaturbereich von -20°C bis +60°C ausgelegt. Mit seinem geringen Stromverbrauch liefert der NVIDIA® Jetson™ TX2 eine 25-mal höhere Energieeffizienz als andere hochmoderne Desktop-Grafikprozessoren. Diese hervorragende Leistung erlaubt eine Echtzeitverarbeitung, die die Bandbreite wenig belastet.

• 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.“

Die TEG Textile Expert Germany GmbH hat Teile der Produktion neu ausgerichtet. „Wir fertigen seit Mitte Mai 2020 OP-Mundschutz für Kliniken laut DIN EN 14683“, berichtet Geschäftsführer Timo Fischer. „Die Herstellung erfolgt automatisiert unter Reinraumbedingungen. Wir haben dazu eine neue Produktionsanlage installiert und bislang rund eine halbe Million Euro investiert. Je nach Auftragslage können wir pro Woche mehrere Hunderttausend dieser medizinischen Einweg-Erzeugnisse herstellen.“ Die OP-Masken bestehen jeweils aus einem mehrlagigen Vliesstoff-Verbund, für den mehrere Vliesstoffproduzenten aus Deutschland zuliefern. Den Vertrieb hat der in Deutschland und Österreich agierende Medizintechnik-Großhändler medika Medizintechnik GmbH mit Stammsitz im fränkischen Hof übernommen.

Lieferant der neuen OP-Mundschutz-Anlage, der bei TEG weitere folgen sollen, ist die Fischer Automation GmbH, Köditz (bei Hof). Als weitere Reaktion auf die Corona-Krise fertigt diese Firma gegenwärtig für TEG eine Anlage, die ab Juni 2020 die Herstellung von Atemschutz-Faltmasken der Kategorie FFP2 ermöglichen wird. Nach Angaben von Timo Fischer investiert die TEG GmbH, die bisher vor allem als Automobilzulieferer für Textil- und Vliesstoffbauteile bekannt war, im laufenden Jahr insgesamt rund 1 Mio. EUR in neue Anlagentechnik für Gesundheitsschutz-Erzeugnisse.  Gegenwärtig zählt Unternehmen rund 60 Mitarbeiter. Bei entsprechender Auftragsentwicklung sind in den nächsten Monaten Neueinstellungen denkbar.