Aus der Branche

Wissenschaftler des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden in einem der drei bewilligten Exzellenzcluster der TU Dresden maßgeblich involviert   
 
Ende September erfolgte die Bekanntgabe der Förderentscheidung über Exzellenzcluster durch die Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Exzellenz-Wettbewerb. Drei der insgesamt sechs beantragten Exzellenzcluster der TUD wurden im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder bewilligt. Das ITM war im Vorfeld bei der Beantragung der Exzellenzcluster-Vollanträge mehrere Monate sehr stark eingebunden, so dass die Freude bei den Wissenschaftlern am ITM ausgesprochen groß ist, dass das Cluster „Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop” (CeTI) bewilligt wurde.   
 
Das „Zentrum für taktiles Internet mit Mensch-Maschine-Interaktion“ der TU Dresden will die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine auf eine neue Stufe heben. Menschen sollen künftig in der Lage sein, in Echtzeit mit vernetzten automatisierten Systemen in der realen oder virtuellen Welt zu interagieren. Ab Anfang 2019 arbeiten für dieses Ziel im Exzellenzcluster CeTI Wissenschaftler der TU Dresden aus den Fachgebieten Elektro- und Kommunikationstechnik, Informatik, Maschinenwesen, Psychologie, Neurowissenschaften und Medizin mit Forschern der TU München, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und der Fraunhofer-Gesellschaft sowie internationalen Wissenschaftseinrichtungen zusammen. Interdisziplinär erforschen sie Schlüsselbereiche der menschlichen Kontrolle in der Mensch-Maschine-Kooperation, im Soft- und Hardware-Design, bei Sensor- und Aktuatortechnologien sowie bei den Kommunikationsnetzen. Die Forschungen sind Grundlage für neuartige Anwendungen in der Medizin, der Industrie (Industrie 4.0, Co-working) und dem ‘Internet der Kompetenzen‘ (Bildung, Rehabilitation).   
 
Sprecher von CeTI ist Herr Professor Frank Fitzek, Inhaber der Deutschen Telekom Professur für Kommunikationsnetze am Institut für Nachrichtentechnik der TU Dresden.
 
Das ITM wird innerhalb von CeTI seine umfassenden Expertisen auf dem Gebiet der Entwicklung maßgeschneiderter Funktionsmaterialien und -textilien einbringen. Hierbei werden sogenannte eGloves und eBodySuits, also elektronische Handschuhe und Anzüge, entwickelt, die strukturintegrierte faserbasierte Sensor-, Aktor- und Leitungssysteme sowie Verbindungselemente zu weiteren elektronischen Komponenten beinhalten. Derartige eGloves und eBodySuits bilden dabei eine neuartige multimodale Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, indem sie visuelle, akustische und haptische Informationen aufnehmen, interpretieren und zurückgegeben können.  

Ideenschmiede in einer neuen Dimension – der FASHIONSUSTAINBERLIN THINKATHON hat in seiner zweiten Auflage erneut die enormen Potenziale des neuartigen Design-Thinking-Formats bewiesen. HUGO BOSS, KPMG, Microsoft HoloLens sowie die Fachmessen Techtextil und Texprocess haben nun die exklusiven Rechte an der Umsetzung der erdachten Konzepte.

Von einer Circular Wardrobe und einer Sustainability Match Making App über Konzepte für die Customer Experience und den interaktiven Retail bis hin zu Mixed Reality Prototyping und Sustainability Speed Dating – das sind die Ergebnisse des FASHIONSUSTAINBERLIN THINKATHON, der am 2. und 3. Juli 2018 zum zweiten Mal parallel zur Konferenz FASHIONSUSTAINBERLIN stattgefunden hat. Damit hat das neuartige Design-Thinking-Format erneut gezeigt, wie multidisziplinäre Teams in kürzester Zeit hoch innovative und branchenrelevante Lösungen entwickelt können. Challenge-Geber waren dieses Mal HUGO BOSS, KPMG, Microsoft HoloLens sowie die Fachmessen Techtextil und Texprocess.

„Inspiration und Interdisziplinarität“, hält Olaf Schmidt, Vice President Textiles and Textile Technologies die Stärken des THINKATHON fest. „Die Teams des THINKATHON zeichnen sich durch ihre heterogene Zusammensetzung aus Innovatoren und Vorausdenkern aus. Die Höchstleistungen, die die Teilnehmer hier im High-Speed-Verfahren erzielen, sind beeindruckend – für uns als Messe Frankfurt ist der THINKATHON ein progressives Erfolgsformat, das bereits in seiner zweiten Auflage zu einem festen Bestandteil unserer Berlin Fashion Week- Plattform im Kraftwerk geworden ist“, so Schmidt weiter.

Im Anschluss an die zweitägige Konklave, zu der sich die THINKATHON-Teilnehmer gemeinsam mit ihren Mentoren sowie Vertretern der Challenge-Geber zurückgezogen haben, präsentierten sie ihre innovativen Resultate und Lösungsvorschläge. HUGO BOSS, KPMG, Microsoft HoloLens und Techtextil/Texprocess besitzen nun die exklusiven Rechte, um die vorgestellten Konzepte Realität werden zu lassen.

„Nachhaltigkeit ist für HUGO BOSS integraler Bestandteil der Unternehmensstrategie“, sagt Andreas Streubig, Director Global Sustainability der HUGO BOSS AG. In der Design-for-Tomorrow-Challenge  stellte das Metzinger Modeunternehmen die THINKATHON-Teilnehmer vor die Aufgabe, wie ein marktführendes Kreislauf-Service-Modell für eine Premium Fashion Brand aussehen könnte. Team Blue schlug ein „Upgrade der Customer Experience“ vor – diese sollte in eine nachhaltige und zirkuläre Erfahrung transformiert werden und um innovative Features wie eine C2C-Wiederverkaufsplattform und einen kombinierten Online- und Offline-Concept-Store angereichert werden.

Dieser Idee stellte Team Purple seine „Circular Wardrope App“ entgegen: Eine App, die Kunden auf ihre Garderobe aufmerksam machen soll – auf die Recyclingfähigkeit, den finanziellen Wert und die Umweltauswirkungen ihrer Garderobe aufmerksam machen soll. Mit Hilfe einer umweltorientierten Logistikkette sowie durch Veranstaltungen und Interaktionstools würden Kunden so auf unterhaltsame und einfache Weise in das Konzept der Kreislaufwirtschaft eingebunden.

„Mit unserem Bekenntnis zum Circular Fashion System Commitment der Global Fashion Agenda akzeptieren wir die Verantwortung mit Blick auf die knapper werdenden globalen Ressourcen und stellen die Weichen für eine kooperative Lösungssuche im Textilsektor“, ergänzt Streubig und weiter: „Der FASHIONSUSTAIN THINKATHON passt ideal zu den vor uns liegenden Herausforderungen: Er ist international und bringt die weltweit besten Köpfe zusammen. Er ist kollaborativ, weil über allem Wettbewerb das gemeinsame Ziel steht. Vor allem aber gibt er der jungen Generation die Möglichkeit, aktiv an der Gestaltung der Zukunft mitzuarbeiten.“

KPMG und Microsoft HoloLense haben den THINKATHON Teilnehmern in einer gemeinsamen Challenge eine Aufgabe zum Thema „Mixed Reality“ gestellt. Mixed Reality sind Systeme, die die natürliche und künstliche Wahrnehmung eines Nutzers vermischen, so etwa durch die intelligente Verknüpfung von E-Commerce und die Schaffung von Einkaufserlebnissen. KMPG und Microsoft HoloLense wollten von den THINKATHON-Teilnehmern in diesem Zusammenhang wissen, wie diese Technologien eingesetzt werden können, um die Modeindustrie nachhaltiger zu machen. Team Yellow hat dazu ein „interaktives Retail Konzept“ erdacht. Ein Kollektiv regionaler Marken und Designer soll Mixed-Reality-Applikationen nutzen; die Nachhaltigkeit ihrer Geschäftsmodelle und die Sichtbarkeit ihrer Produkte würde verbessert, indem die Unternehmen Feedback von Kunden erhalten, die ihre Produkte durch die HoloLens erlebt haben.

Team Green schlägt vor, Mixed Reality zu nutzen, um die Produktion transparenter, effizienter und visueller zu machen. Die Microsoft HoloLens könnte beim Prototyping sowohl für Produktionsunternehmen als auch für deren Geschäftspartner eine neue Qualität in Sachen Kollaboration schaffen und damit einen Mehrwert generieren – „Mixed Reality Prototyping“ nennen sie ihren Ansatz. „Der Thinkathon hat den Raum für interdisziplinäre, kreative Teams geschaffen, innovative

Ansätze für den Einsatz von Augmented Reality in der Modeindustrie zu erarbeiten. Diese Konzepte haben das Potenzial, die Nachhaltigkeit in dieser Branche voranzutreiben“, so Jenny Kirsch, Consultant von KPMG.

In einer dritten Challenge, der „Techtextil’s Circular Change Challenge“, setzten die Fachmessen Techtextil und Texprocess bei der textilen Wertschöpfungskette an. Sie stellten die Frage, wie alle Beteiligten entlang der textilen Wertschöpfungskette bei der Umstellung der Industrie hin zu Nachhaltigkeit, Wiederverwendbarkeit und Kreislauffähigkeit mit einbezogen werden können. „Es war großartig zu sehen, wie intensiv die beiden Teams unsere Herausforderung diskutiert und bearbeitet haben. Die Ansätze und Ergebnisse sind wirklich interessant und werden definitiv Teil unserer weiteren Diskussionen sein,“ sagt Michael Jänecke, Director Brand Management Technical Textiles, Techtextil.

Team Red konzipierte eine „Sustainability Matchmaking App“, die Besucherbedürfnisse mit nachhaltigen Innovationen von Techtextil- und Texprocess-Ausstellern verknüpft. Die Wissensaustausch- und Networking-Plattform macht Nachhaltigkeitsbemühungen und -fortschritte sichtbar und bindet gleichzeitig Kunden und Aussteller ein, um Kooperationen und Innovationen für Nachhaltigkeit in Gang zu bringen. „Sustainable Speed Dating“ nannte Team Orange seine Idee – das Ziel: Techtextil- und Texprocess-Aussteller mit führenden Unternehmen im Bereich Nachhaltigkeit zusammenzubringen. Gelingen soll dies über verschiedene Plattformen wie Satelliten-Events während Messen, laufende Support- und Mentoring-Programme sowie ein moderiertes Speed-Dating.

Der THINKATHON ist ein einzigartiges Design-Thinking-Format, das im Auftrag der Messe Frankfurt von Sourcebook.eu organisiert wird. Der nächste THINKATON wird während der Berlin Fashion Week im Januar 2019 im Rahmen der Messe- und Konferenzplattform NEONYT stattfinden und bildet damit einen integralen Bestandteil dieses neuen Hubs für die Zukunft der Mode.

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.

Ob im Maschinenbau, in der Automobilindustrie oder der Luft- und Raumfahrt – dem Leichtbau kommt für die Zukunft dieser Industriebereiche eine entscheidende Bedeutung zu. Leichtere und steifere Bauteile bewirken eine Verminderung des Treibstoffverbrauchs und führen zur Einsparung von Treibhausgasen. „In der Verarbeitung von Leichtmetallen wie Aluminium bei Gussverfahren sind wir heute allerdings an der Grenze des physikalisch Möglichen angelangt“, erläutert Cornelia Sennewald, Ingenieurin an der Fakultät Maschinenwesen der Technischen Universität Dresden. „Der nächste Qualitätssprung zu noch einmal deutlich leichteren und dabei 2 zugleich stabileren Strukturen führt über die Herstellung sogenannter metallischer Zellen. Dabei werden Drähte so ineinander verwoben, dass superfeste Verbindungen bei gleichzeitig minimalem Materialeinsatz entstehen.“

Die noch junge Werkstoffklasse der sogenannten zellularen metallischen Materialien besitzt außerordentliches Potenzial – wobei bislang das Problem bestand, diese Zellen kostengünstig und in industriellem Maßstab zu produzieren. Sennewald gelang es im Rahmen ihrer Doktorarbeit an der Technischen Universität Dresden, ein neuartiges Verfahren zu entwickeln und diese komplexen 3D-Strukturen auf handelsüblichen Webmaschinen herzustellen. „Dank des neuen Verfahrens konnte ich Metallfäden und -drähte statt in den üblichen 2D-Strukturen auch zu 3D-Strukturen verbinden, und zwar in ganz unterschiedlichen Größen und Formen“, erläutert Sennewald. „Außerdem gelang es mir – das war ein zweiter großer Schritt nach vorn –, andere Leichtbaustoffe wie Carbon-Fasern mit zu verweben, was ganz neue Einsatzmöglichkeiten eröffnet.“ Die hybride Verbindung von Metallen und Kunststoffen bietet ein weiteres breites Spektrum ableitbarer Anwendungen. „Wir denken an Crash-Elemente, die eine extrem hohe Steifigkeit besitzen und zudem hohe Temperaturen aushalten. Wir könnten auf diese Weise beispielsweise die Betonstrukturen von Gebäuden verstärken, um sie widerstandsfähiger gegen Erdbeben zu machen. Oder sie besser gegen Explosionen schützen. Bei bestehenden Gebäuden könnte hier ein entsprechender Materialauftrag infrage kommen, bei Neubauten könnten die von uns entwickelten zellularen Webstrukturen gleich mit in den Bau einbezogen werden.“

Die Hochschule Niederrhein präsentiert ab heute ihre breitgefächerte textile Kompetenz auf der Techtextil 2017 in Frankfurt, der Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe. Auf einem eigenen Stand präsentieren Prof. Dr. Eberhard Janssen und Prof. Dr. Lutz Vossebein den Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik, das Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung und die Öffentliche Prüfstelle.

Von heute, 9. Mai, bis Freitag, 12. Mai, zeigt die Hochschule an ihrem Stand (Halle 3.1 Stand A39) neue Entwicklungen wie Durchstichsensoren, leuchtende Fassaden, 3D-Simulation oder Kernmantelverbundwerkstoffe. Daneben geht es auch um allgemeine Informationen zu den Studiengängen am Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik. Den 60 Quadratmeter großen Stand teilt sich die Hochschule Niederrhein mit dem Mönchengladbacher Unternehmen Textechno und dem österreichischen Unternehmen Lenzing Instruments, beides Hersteller von Mess- und Prüfgeräten für Fasern.
Außerdem ist Prof. Dr. Michael Ernst mit dem Virtual Lab des Fachbereichs in Halle 4 mit einem eigenen Stand vertreten und zeigt die nächste Generation der Produktentwicklung, die zunehmend digital geprägt ist. Die Bereiche Avatargestaltung mittels Body-Scanning-Technologien, Erfassung von Materialparametern für die Simulation, virtuelles Prototyping und die Implementierung der Technologien in einen industriellen Produktentwicklungsprozess stehen hierbei im Fokus und werden mit neuesten 2D und 3D CAD-Technologien umgesetzt.