Aus der Branche

Aus Luft- und Raumfahrt, Automobilbau oder Windkraft sind Textilfasern bereits nicht mehr wegzudenken. Technische Textilien, zum Beispiel aus Kohlenstofffasern, sowie aus ihnen produzierte Halbzeuge werden auch das Bauwesen nachhaltig verändern. Die innovativen Werkstoffe und Bauteile bergen enormes Potenzial für die Branche. Dies zu heben, ist ein Ziel des Vereins AACHEN BUILDING EXPERTS. Hierfür bringt er alle relevanten Akteure zusammen.

Ressourceneffizientes und nachhaltiges Bauen mit technischen Textilien
Textilbeton oder Gelege aus textilen Werkstoffen weisen entscheidende Vorteile gegenüber klassischen Baustoffen wie Stahl, Glas und Beton auf. Die textile Bewehrung im Betonbau ermöglichst aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit vergleichsweise schlanke Betonbauteile mit geringem Eigengewicht, die dennoch sehr tragfähig und beständig sind. Die enorme Gewichtseinsparung senkt Transportkosten und ermöglicht es, höher zu bauen. Dies spart Grundfläche. Textilbeton benötigt darüber hinaus bis zu 80 Prozent weniger Beton. Daher schont der Baustoff Ressourcen, zum Beispiel den knapp werdenden Bausand. Besonders die starke Reduktion des Zementbedarfs ermöglicht 80 Prozent weniger Kohlendioxid-Emissionen. Die Zementherstellung der globalen Bauwirtschaft verursacht höhere CO2 -Emissionen als der weltweite Luftverkehr. Somit leistet Textilbeton einen wichtigen Beitrag zum ressourceneffizienten und nachhaltigen Bauen – der Zukunft der Bauwirtschaft.
Bei der Membranbauweise spielt die Leichtigkeit der Konstruktionen eine große Rolle. Hiermit lassen sich große Flächen überdachen. Gleichzeitig wird die textile Architektur höchsten ästhetischen Ansprüchen gerecht. Bekanntes Beispiel bildet das Gerry-Weber-Stadion mit seiner etwa 6.000 m2 umfassenden Dachkonstruktion.
Tragende Komponenten beim textilen Bauen sind textile Konstruktionen aus Hochleistungsfasern. Sie zeichnen sich durch extrem hohe Festigkeiten auch bei hohen Zugkräften aus - bei gleichzeitig geringem Gewicht. Meist werden die textilen Ausgangsmaterialien vor ihrer Verwendung zusätzlich beschichtet oder imprägniert. Diese Behandlungen ermöglichen spezifische Funktionalisierungen für den jeweiligen Zweck. Dies sorgt für eine große Anwendungsbreite. Teilweise sind textile Bauteile lichtdurchlässig, gleichzeitig schützen sie vor Wärme. Auch verbessern „Hightex“-Materialien akustische Eigenschaften von Räumen. Nicht zuletzt bieten textile Architekturen nahezu unbegrenzte Möglichkeiten der Form- und Farbgebung.

Aachener Innovationsnetzwerk fördert Wissenstransfer
„Die vielfältigen Möglichkeiten des Baustoffes Textil und das hohe Potenzial von technischen Fasern und Textilien sind in der Baubranche noch viel zu wenig bekannt“, so Goar T. Werner, Geschäftsführer des AACHEN BUILDING EXPERTS e. V. (ABE). Daher führt der ABE gezielt Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen. Unterstützt wird er dabei unter anderem vom Institut für Textiltechnik und Lehrstuhl für Textilmaschinenbau (ITA) an der RWTH Aachen University. „Bauunternehmer und Architekten fragen sich, wo sie technische Textilien anwenden können und welche Vorteile diese Bauprodukte haben. Die Anbieter technischer Textilien wiederum überlegen: Wo können wir unsere innovativen Produkte unterbringen?“, weiß Prof. Dr.-Ing. Thomas Gries, Leiter des ITA. Zur Beantwortung eben dieser Fragen auf beiden Marktseiten und der Vernetzung dieser beiden „Welten“ will der ABE, das interdisziplinäre Kompetenznetzwerk für innovatives Bauen, beitragen. Dabei kooperiert der ABE ebenfalls eng mit den Instituten für Baustoffforschung (ibac) der RWTH Aachen University sowie dem TFI - Institut für Bodensysteme an der RWTH Aachen e.V. „Gemeinsam sorgen wir für den entsprechenden Wissenstransfer und bieten mit unserem `Innovationsnetzwerk Textiles Bauen´ ein Forum dafür, dass Innovationen eng am Bedarf der Bauwirtschaft entstehen“, erläutert Goar T. Werner.

• Mit einem Festakt haben Dr. Eva-Maria Stange, Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst des Freistaates Sachsen, Prof. Gerhard Rödel, Prorektor für Forschung der Technischen Universität Dresden, Prof. Hubert Jäger und Prof. Chokri Cherif am 02.11.2018 das Carbonfaser-Technikum des Research Center Carbon Fibers (RCCF) eröffnet.

Das RCCF, eine gemeinsame wissenschaftliche Einrichtung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) und des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden, wurde gegründet, um die Carbonfasern vom Faserrohstoff bis zum fertigen Bauteil zu erforschen und neue Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten zu entdecken.

„Sachsen verfügt in der Schlüsseltechnologie Werkstoff-, Material- und Nanowissenschaft über hervorragende Rahmenbedingungen und hoch motivierte Wissenschaftler an Hochschulen und Forschungseinrichtungen, die in dieser Spezialisierung weltweit ihresgleichen suchen“, erklärt dazu Staatsministerin Dr. Stange. „Beinahe alle Materialklassen von Metallen, Polymeren, Keramiken bis hin zu Verbund- und Naturwerkstoffen werden auf international hohem Niveau bearbeitet. Dabei greifen Grundlagen- und Angewandte Forschung in zahlreichen Feldern eng ineinander und bilden geschlossene Entwicklungsketten bis zu einem Transfer in die Wirtschaft – regional, national und international.“

Der Prorektor für Forschung der TU Dresden, Prof. Gerhard Rödel, ergänzt: „Mit dem Carbonfaser-Technikum ist im Research Center Carbon Fibers eine weltweit einzigartige Anlage entstanden, die völlig neue Möglichkeiten eröffnet. Es geht darum, Fasern mit einem möglichst hohen Individualisierungsgrad zu designen – je nach Bedarf und Einsatzbereich.“

Auf der derzeit installierten, einzigartigen Anlage erforschen Wissenschaftler des RCCF unter Reinraum-Bedingungen die Grundlagen für maßgeschneiderte Kohlenstofffasern und erschließen deren hohes Innovationspotential. Dabei greifen die Forscher auf einzelne Anlagenmodule zur Stabilisierung und Carbonisierung mit industrienahem Ofendesign und individuell einstellbaren Parameterkombinationen zurück. Durch den außerordentlichen Reinheitsgrad sind die Carbonfasern für die Anforderungen der Luft-/Raumfahrt- und der Automobilindustrie maßgeschneidert.

„Die Carbonfaser ist der Stahl des 21. Jahrhunderts“, führt Prof. Hubert Jäger, Sprecher des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), aus. „Ganze Branchen erfinden sich derzeit durch diesen Werkstoff neu und erreichen mit ihren Produkten nie gedachte Dimensionen. Das Problem ist jedoch die Verfügbarkeit. Wir werden mit dem Carbonfaser-Technikum einen Beitrag dazu leisten, dass aus Sachsen heraus dieser Werkstoff nicht nur leichter verfügbar, sondern auch besser und maßgeschneidert einsetzbar wird für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugbau, Architektur und Hochleistungselektronik.“

„Mit der Inbetriebnahme des Carbonfaser-Technikums unter Reinraumbedingungen am RCCF gelingt es uns, die Prozesskette zur Fertigung maßgeschneiderter Kohlenstofffasern signifikant zu erweitern. Die notwendigen Maschinentechniken des ITM einschließlich der bereits gewonnenen Erfahrungen bei Prozessoptimierungen zur Herstellung von Precursorfasern, dem Ausgangsmaterial für die neuen Stabilisierungs- und Carbonisierungslinien, stehen in künftigen Forschungsvorhaben den Wissenschaftlern des RCCF zur Verfügung. Somit geben wir am exzellenten Forschungsstandort Dresden die Initialzündung für die weiterführende Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung auf dem Gebiet der Kohlenstofffasern“, ergänzt Prof. Chokri Cherif, Direktor des ITM und Inhaber der Professur für Textiltechnik.

Das Carbonfaser-Technikum umfasst einen mehr als 300 m² großen Reinraum der Klasse ISO 8. Neben den beiden auf etwa 30 Metern aufgestellten Stabilisierungs- und Carbonisierungslinien sind weitere Flächen für künftige Erweiterungen der Gesamtanlage vorgesehen, zum Beispiel ein weiterer Hochtemperaturofen, in dem Carbonfasern bis zu Temperaturen über 2000°C graphitierbar sind oder unikale Beschichtungsanlagen zur Oberflächenaktivierung.

Die RCCF-Wissenschaftler ergründen die Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern, Faserstruktur und weiteren mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften bei der Herstellung von Carbonfasern, um die Fähigkeiten des Hightech-Werkstoffes weiter zu steigern. Zusätzlich nehmen die Forscher die Entwicklung multifunktionaler Fasern mit neuartigen Eigenschaftsprofilen wie hohe Leitfähigkeit bei hoher Festigkeit oder ausgeprägter Verformbarkeit sowie die Nutzung erneuerbarer Ausgangsstoffe in den Fokus ihrer Arbeiten.

Ein weiterer Schwerpunkt der RCCF-Aktivitäten ist die tiefgreifende studentische Ausbildung im Bereich der Carbonfaser-Herstellung. Den Studierenden werden dabei fundierte Kenntnisse in Herstellung und Weiterverarbeitung von Carbonfasern vermittelt, damit sie in diesem Bereich der Zukunftstechnologien dem sächsischen und deutschen Arbeitsmarkt zur Verfügung stehen. Etwa 15 Studierende werden pro Jahr in Forschungsbereiche wie die Prozessführung, -modellierung und -überwachung sowie die Entwicklung, Fertigung und Charakterisierung neuer Carbonfasern und Verbundwerkstoffe einbezogen.

ITMA ASIA + CITME 2018, Asia’s foremost trade fair dedicated to textile machinery, is once again marked by a significant presence of German companies both in their number and in the quality of their technology. Visitors to the fair will have an opportunity to appreciate the high level of technology being proposed by more than 100 exhibitors from Germany, including more than 80 VDMA member companies. They cover nearly all different machinery chapters with a focus on spinning, nonwoven, weaving, knitting, warp knitting and finishing. The overall exhibition space occupied by German machinery manufacturers is more than 7,000 square meters, confirming Germany’s leading position among exhibiting foreign countries. The German exhibitors increased their booth space by approximately 15 % compared to 2016.

“Choose the original - Choose success" is the message of the VDMA Textile Machinery at this trade fair. On the occasion of the VDMA press conference on the opening day of ITMA ASIA, Ms Karin Christine Schmidt, Technical Director VDMA Textile Machinery, emphasised: “Copycat machines may look similar to the systems they are designed to emulate. But only originals do not simply follow but are pacesetters of technological progress.” Original technology is a keystone of innovation. It has the potential to successfully turn visions of entirely new possibilities in the textile production into reality.

This approach is visualised at the VDMA booth. The stand achieves attention and emotion through the picture motif: Neuschwanstein Castle. This world-famous tourist magnet is more than that: it is also a successful original. A vision, which could be successfully implemented in the long term through innovation and technology!

During the press conference, 18 spokespersons of renowned VDMA member companies showed how original technology can indeed play a major role in China’s and other Asian nation’s efforts to increase the resource efficiency of the textile industry and to interconnect information technology and manufacturing processes.  

Topics of the companies included automation, performance improvement, quality, sustainable solutions (raw material, energy, water saving), Industry 4.0 (in China called intelligent manufacturing), digital AR/VR services, platforms and software.

You are welcome to explore the speakers' statements in the atached PDF.

Der Verband des deutschen Maschinenbaus VDMA hat Absolventen des Instituts für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University zweifach prämiert – mit dem Förderpreis Dissertation und dem Kreativitätspreis der Walter Reiners-Stiftung des Deutschen Textilmaschinenbaues 2018. ITA-Alumnus Dr. Benjamin Weise wurde mit dem Dissertationspreis für die Entwicklung neuartiger Fasern zur Speicherung elektrischer Ladung ausgezeichnet. Die ITA-Studenten Jan Merlin Abram und Aalon Tal wurden für ihren Leitfaden zur 4D-Produktgestaltung mit dem Kreativitätspreis prämiert. Der Dissertationspreis ist mit 5.000 €, der Kreativitätspreis mit einem einjährigen Stipendium von monatlich je 250 € dotiert. Peter D. Dornier, der Stiftungspräsident der Walter-Reiners-Stiftung und Vorsitzende der Geschäftsführung von Lindauer DORNIER, überreichte die Auszeichnungen am 18. September 2018 anlässlich des 18. Textilmaschinenforums im Digital Capability Center in Aachen.

Graphen revolutioniert all-in-one - Supercaps, Reduzierung von Terahertz-Strahlung und Antistatik

In seiner Dissertation „Entwicklung graphenmodifizierter Multifilamentgarne zur Herstellung textiler Ladungsspeicher“ hat Preisträger Dr. Benjamin Weise neuartige Fasern aus Polyamid-6 und Graphen entwickelt und in textile Flächen überführt. Die neu entstandenen Polyamid-Graphen-Fasern weisen eine Vielzahl von Vorteilen auf:

• Durch hohe Leistungsfähigkeit im Ladungsspeicherbereich sind sie prädestiniert für den Einsatz in Doppelschichtkondensatoren, sog. Supercaps. Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus bieten Supercaps deutlich mehr Leistung und eine längere Lebensdauer. Dank Graphen in der Faser ist es nun erstmals möglich, den Ladungsspeicher direkt in das Textil zu integrieren, ohne dass man dafür einen Akku einnähen muss. Diese neue Faser bietet sich dadurch für den Einsatz in Smart Textiles an, z.B. zukünftig möglich in einem textilen Defibrillator.
• Die neuen Polyamid-Graphen-Fasern können einfallende elektromagnetische Terahertz-Strahlung auf bis zu 25 % der ursprünglichen Intensität abschwächen. Terahertz-Strahlung bietet u.a. Übertragungsraten von 100 Mbit/sec und ist daher höchst interessant für die hochleistungsfähige Drahtloskommunikation. Die Strahlung könnte jedoch bei großflächiger Anwendung sensible Elektronik wie bspw. in Flugzeugen schädigen. Deshalb ist die Abschirmung der Strahlung von hoher Bedeutung z.B. für die Faserverbundbauteile im Flugzeug, die die Bordelektronik schützen.
• Ausrüstungen, die Personen gegen eine Gefährdung ihrer Sicherheit und Gesundheit schützen, sollten sich nicht elektrisch aufladen können. Polyamid-Graphen-Fasern sind antistatisch, verhindern dies und daher wichtig z.B. in Sicherheitskleidung oder der persönlichen Schutzausrüstung. 

Das Entwickeln eines Pilotprozesses zu graphenmodifizierten Fasern und die Herstellung von Demonstratoren in der textilen Fläche sind bisher neuartig und der Grund für die Preisverleihung an Dr. Weise. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften fördert die Europäische Union die Forschung an Graphen im Rahmen des „Graphene Flagship“ mit einer Milliarde Euro (Quelle: http://graphene-flagship.eu/project/Pages/About-Graphene-Flagship.aspx).

Modulare Produktgestaltung von 4D-Produkten ist nun vereinfacht möglich

Wie können dreidimensionale Produkte über die Zeit gezielt ihre Form verändern und somit „vierdimensional“ werden? Antworten auf diese Frage liefern die Studenten Jan Merlin Abram und Aalon Tal in ihrer Projektarbeit „Leitfaden zur Auslegung hybrider morphender Textilien am Beispiel eines Scharniers“, für die sie mit dem Kreativitätspreis ausgezeichnet wurden. In ihrer Arbeit bieten die Studenten eine Guideline zur Entwicklung eines vierdimensionalen Textils von der Idee bis zum Demonstrator an. Vierdimensionale Textilien bestehen z. B. aus einem Hybridmaterial aus elastischem Textil, auf dem dreidimensionale Strukturen aufgedruckt sind. Die vierte Dimension beschreibt dabei die Veränderung der Form und/oder einer Eigenschaft über einen definierten Zeitraum hinweg (= morphend).  Diese Veränderung wird durch Einflüsse von außen wie bspw. Licht und Wärme hervorgerufen.

Jedes Jahr verleiht die Stiftung des Deutschen Textilmaschinenbaues Förderpreise für die beste Dissertation, Diplom- bzw. Masterarbeit sowie den Kreativitätspreis für die cleverste Studienarbeit. Weitere Preise wurden an Eric Otto, ITM Dresden, und Susanne Fischer, Hochschule Reutlingen, verliehen.

Frau Dr.-Ing. Iris Kruppke, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden, wurde am 16. Juni 2018 zum Tag der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden mit dem Manfred-Hirschvogel-Preis geehrt. Der Preis ist mit 5.000 EUR dotiert und wird seit 2013 jährlich an allen TU9-Universitäten - den neun führenden technischen Universitäten in Deutschland - für die beste Promotion des zurückliegenden Jahres im Bereich Maschinenbau vergeben.

Im Rahmen ihrer Dissertation zum Thema „Entwicklung von Methoden zur Realisierung von maßgeschneiderten Adhäsionseigenschaften von faserbasierten Hochleistungswerkstoffen für Composites“ setzte sich Frau Dr. Kruppke mit der Oxifluorierung als Oberflächenbehandlungs-methode auseinander. Dieses hocheffiziente Verfahren, das zur Oberflächenfunktionalisierung eingesetzt wird, soll zukünftig insbesondere bei der Entwicklung neuer maßgeschneideter Carbonfasern zum Einsatz kommen. Frau Dr. Kruppke gelang es, das Thema der Oxifluorierung zum maßgeschneiderten Grenzschichtdesign von Carbonfasern im Rahmen der großen Forschungsinitiative „C³ - Carbon Concrete Composites“ innerhalb des BMBF-Programms „Zwanzig20 - Partnerschaft für Innovation“ mit starker Industriebeteiligung sehr erfolgreich weiter voran zu treiben.

Die Ergebnisse ihrer Dissertation, die Frau Dr. Kruppke Ende März mit der Bestnote „summa cum laude“ verteidigte, sind von enormer Bedeutung für die Herstellung von Faserverbundwerkstoffen. Sie eröffnen die Möglichkeit, Hochleistungsfasern in Hochleistungsstrukturen umzuwandeln. Solche Entwicklungen erfordern eine Anpassung der vorliegenden Grenzflächen dieser Hochleistungsfasern an neue polymerbasierte, z. B. thermoplastische und anorganische Matrixsysteme. Die besonderen Publikationsleistungen lassen erwarten, dass die bisher erzielten Resultate weiterhin als fester Bestandteil in die zukünftige industrienahe Carbonfaserforschung eingehen und somit ein neues Forschungsgebiet erschließen.

Gerade im wissenschaftlichen Bereich des Maschinenbauwesens sind Frauen in leitender Position bedauerlicherweise immer noch selten zu finden. Mit der erneuten Auszeichnung beweisen die Wissenschaftlerinnen des ITM ihr enormes wissenschaftliches Know-how, welches sie am ITM dank der exzellenten Infrastruktur erlangen und deren Ergebnisse auf renommierten nationalen und internationalen Konferenzen regelmäßig offeriert werden. Bereits 2017 wurde eine weitere Wissenschaftlerin des ITM mit dem Bertha Benz-Preis für ihre herausragende Promotion zur Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung metallischer 3D-Strukturen auf Webmaschinen ausgezeichnet.

Manfred Hirschvogel Preis
Die Frank Hirschvogel Stiftung hat 2013 zum ersten Mal den Manfred Hirschvogel Preis verliehen. Der Preis wird zu Ehren des Lebenswerks von Dr. Manfred Hirschvogel vergeben.
Der Preis ist mit 5.000 EUR dotiert und wird seit 2013 jährlich an allen TU9-Universitäten - den neun führenden technischen Universitäten in Deutschland - für die beste Promotion des zurückliegenden Jahres im Bereich Maschinenbau vergeben.

Dresden - Dresdner Forscher wollen eine völlig neue Werkstoffklasse entwickeln, bei der Aktoren und Sensoren in flexible Faserverbundwerkstoffe integriert werden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte dazu das neue Graduiertenkolleg 2430 „Interaktive Faser-Elastomer-Verbunde“ an der TU Dresden in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden. Sprecher ist Prof. Chokri Cherif vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden. In den nächsten 4,5 Jahren werden neben Sach- und Projektmittel insgesamt 11 Doktorandinnen und Doktoranden in 11 interdisziplinären Teilprojekten gefördert.
Ziel ist die simulationsgestützte Entwicklung intelligenter Werkstoffkombinationen für sogenannte autarke Faserverbundwerkstoffe. Dabei werden Aktoren und Sensoren in die Strukturen integriert und müssen nicht mehr wie bisher nachträglich platziert werden. So werden die Systeme robuster, komplexe Vorformungsmuster lassen sich an der gewünschten Stelle maßgeschneidert einstellen – und zwar reversibel und berührungslos. Zu diesem Themenbereich wird an der TU Dresden und insbesondere auch am ITM seit Jahren intensiv geforscht.

Faserverbundwerkstoffe werden aufgrund der hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten sowie der Möglichkeit zur maßgeschneiderten Einstellung dieser Eigenschaften immer stärker in bewegten Komponenten eingesetzt. Durch die Integration adaptiver Funktionalitäten in derartige Werkstoffe, entfällt die Notwendigkeit einer nachträglichen Aktorplatzierung und die Robustheit des Systems wird signifikant verbessert. Besonders vielversprechend sind dabei Aktoren und Sensoren auf textiler Basis, wie sie am ITM erforscht und entwickelt werden, da diese direkt im Fertigungsprozess in die Faserverbundwerkstoffe integriert werden können.

Der innovative Ansatz besteht darin, die heute nicht verfügbare Werkstoffklasse der interaktiven Faser-Elastomer-Verbunde (I-FEV) mit strukturintegrierter Aktorik und Sensorik zu schaffen und wissenschaftlich zu durchdringen. Die Entwicklung von I-FEV erlaubt beispielsweise die geometrischen Verformungsfreiheitsgrade von mechanischen Bauteilen reversibel und berührungslos einzustellen und so sehr schnell und präzise auf variable Anforderungen der Umwelt zu reagieren.

Mit ihren innovativen Eigenschaften sind interaktive Faser-Elastomer-Verbunde für zahlreiche Anwendungsfelder im Maschinen- und Fahrzeugbau, in der Robotik, Architektur, Orthetik und Prothetik prädestiniert: Beispiele sind Systeme für präzise Greif- und Transportvorgänge (z.B. bei Handprothesen, Verschlüssen und verformbaren Membranen) und Bauteile (z.B. Trimmklappen für Land- und Wasserfahrzeuge).

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.

• Einladung und Call for Papers
• „Technologievorsprung durch Textiltechnik“ lautet das Motto der 16. Chemnitzer Textiltechnik-Tagung (CTT) am 28. und 29. Mai 2018.

Die Tagung bietet eine ideale Plattform, um aktuelle Forschungsergebnisse und Trends aus den Bereichen Maschinenbau, Textilindustrie und Leichtbau zu präsentieren. Veranstaltungsort ist die Messe Chemnitz.

Folgende Schwerpunkte werden thematisiert: Ressourceneffiziente Textilmaschinen und Verfahren, Halbzeuge und Preformen und Smart Textiles, Biologisierung in der Fertigung, Verbundbauteile in Leichtbauweise, Prozess- und Struktursimulation, Nachhaltigkeit textiler Prozesse und Recycling sowie Kooperationen und Netzwerke.

Bis zum 20. Dezember 2017 können unter https://www.chemtextiles.de Vorträge angemeldet werden. Weiterhin bestehen Werbemöglichkeiten in Form von Anzeigen im Tagungsband oder der Beteiligung an der begleitenden Firmen- und Posterausstellung.

„Neue textile Technologien erlauben es, das Verstärkungsgerüst bei Hochleistungsstrukturen noch besser an die Lasten anzupassen und so den Leichtbaugrad deutlich zu steigern. Dafür ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Forschungsinstitutionen im Spannungsfeld von Textil-, Kunststoff- und Faserverbundtechnik von hohem Stellenwert.

Am Standort Chemnitz findet derzeit eine Renaissance der Textiltechnologien und -maschinen statt, wobei die Allianz Textiler Leichtbau (ATL) mit vier Forschungseinrichtungen eine Vorreiterrolle einnimmt. Bei Großserienanwendungen kann damit das Potential der Ressourceneffizienz voll ausgeschöpft werden, wodurch die Kosten im Sinne eines bezahlbaren Leichtbaus reduziert werden“, erläutert Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hon.-Prof. Lothar Kroll, Mit-glied des Vorstands des Cetex-Vereins, Direktor der Instituts IST und des An-Instituts Cetex sowie Sprecher des Bundesexzellenzclusters MERGE.

Der Förderverein Cetex Chemnitzer Textilmaschinenentwicklung e. V. veranstaltet die CTT gemeinsam mit dem Institut für Strukturleichtbau der TU Chemnitz, dem Sächsischen Textil-forschungsinstitut e.V. (STFI) und dem Verband der Nord-Ostdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie e.V. (vti). Zur 15. CTT waren am 31.05. und 01.06.2016 insgesamt 230 Wissenschaftler und Industrievertreter nach Chemnitz gekommen.

Vom 29. bis 30. Mai 2018 finden im Chemnitzer Messegelände die „mtex+“ sowie die Chemnitzer Leichtbaumesse „LiMA“ statt; Details s. www.mtex-chemnitz.de; www.lima-chemnitz.de

M. Sc. Niklas Minsch von der Daimler AG und externer Doktorand am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden wurde für seine Entwicklungen zum Thema "Ultra-Leichtbau-Betriebsmittel aus generischen Faserverbundstrukturen - FibreTEC3D" am 10. Oktober 2017 mit dem handling award 2017 in der Kategorie "Handhabung und Montage" (1. Preisträger) im Rahmen der Messe "Motek" in Stuttgart ausgezeichnet.

Mit FibreTEC3D stellt Herr Niklas Minsch einen Greifer-/Betriebsmittelmodulbaukasten vor und errang in der Kategorie „Handhabung und Montage“ den ersten Platz. FibreTEC3D ist ein komplett neu entwickeltes Herstellungsverfahren für Kohlefaserkunststoffverbunde.

Essenziell dafür ist die dreidimensionale kernlose Wickeltechnik, welche in der Tec-Fabrik von Daimler in Kooperation mit dem ITM der TU Dresden im Rahmen der Promotion von Herrn Minsch entwickelt wurde. Dieses generative Fertigungsverfahren ermöglicht eine werkzeugfreie, flexible Ablage von Kohlefasersträngen im Raum, wodurch ein maximaler Leichtbaugrad bei minimalen Kosten und höchster Flexibilität erreicht werden kann.

Mit dem handling award wurden herausragende Produkte und Systemlösungen im Bereich der Fertigungs- und Montageautomatisierung sowie Neuerungen in den Fachgebieten Handhabungstechnik, Robotik, Materialfluss- und Fördertechnik prämiert. Während der Feierstunde übergab Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke vom Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg sowie Vorstandsmitglied der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Montage, Handhabung und Industrierobotik (MHI) als Laudator die Preise gemeinsam mit Herrn René Khestel, Geschäftsführer der WEKA BUSINESS MEDIEN GmbH, Herausgeber der Fachzeitschrift handling.

Vor dem Hintergrund globaler Megatrends, wie der Verknappung von natürlichen Ressourcen bei einer gleichzeitig zunehmend individualisierten Lebensweise, stellen Energiespeicherung und Leichtbau wesentliche Schlüsseltechnologien unter anderem im Bereich innovativer Mobilitätskonzepte dar. Eine besondere Bedeutung bei der Entwicklung neuer Hightech-Produkte in diesen Branchen am Standort Sachsen spielt der nachhaltige Einsatz von neuartigen anforderungsgerechten Werkstoffen mit hoher Funktionsdichte, wofür Kohlenstofffasern ein enormes Potenzial aufweisen.
Wissenschaftlern der TU Dresden (TUD) ist es gelungen, eine interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe „e -Carbon“ (ESF-SAB 100310387), bestehend aus Chemikern, Textilern und Kunststofftechnikern ins Leben zu rufen, die in den nächsten 3 Jahren, beginnend ab 1. Juli 2017, maßgeschneiderte und multifunktionale Kohlenstofffasern für die Speicherung hoher Energiedichten gemeinsam entwickeln wird. Dieses zukunftsträchtige Projekt wurde von der TU Dresden und der Sächsischen Aufbaubank SAB-ESF aus mehr als 40 Anträgen als zukunftsweisendes Projekt ausgewählt.
Die komplexe Themenstellung wird durch Nachwuchswissenschaftler der TUD vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM), Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) sowie von der Professur für Anorganische Chemie I (AC1) bearbeitet. Durch die interdisziplinäre Ausrichtung des Konsortiums werden die besten Voraussetzungen mit weltweitem Alleinstellungsmerkmal für eine intensive wissenschaftliche und industrielle Vernetzung der Nachwuchsforscher in neuen Forschungsgebieten mit hoher praktischer Relevanz auf regionaler, nationaler und internationaler Ebene geschaffen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Qualifizierung und Weiterbildung von Fachkräften für den sächsischen Arbeitsmarkt sowie auf der Ausgründung von Start-Ups und der Übernahme unternehmerischer Verantwortung in der Hochtechnologiebranche.
Professor Chokri Cherif, Koordinator der Nachwuchsforschergruppe und Direktor des ITM: „Die Arbeiten der Nachwuchsforschergruppe geben die Initialzündung für die weiterführende Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung auf dem Gebiet der Kohlenstofffasern. Wir werden einen neuen Maßstab in der Kohlenstofffaserentwicklung setzen und besondere Impulse weltweit ausstrahlen.“