Aus der Branche

Am 11. Mai 2017 wurden wieder zwei von insgesamt fünf Förder- und Kreativitätspreisen 2017 des VDMA Fachverbandes Textilmaschinen an Nachwuchswissenschaftler des Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden verliehen. Die Preise sind mit 8.000 Euro dotiert und gingen an Frau Dr.-Ing. Cornelia Sennewald für ihre Dissertation zum Thema „Generative Struktur-, Technologie- und Webmaschinenentwicklung für unikale zellulare 3D Strukturen in Leichtbauweise “ und an Herrn Philipp Kempert für seine Studienarbeit „Entwicklung eines Schützenwechselsystems für Spulenschützen-Bandwebmaschinen zur Herstellung hochkomplexer 3D-Gewebe“.

Im Rahmen der prämierten Dissertation entwickelte Frau Dr.-Ing. Cornelia Sennewald eine neue Webtechnologie für die Fertigung völlig neuer zellularer 3D Drahtstrukturen. Die besondere Leistung besteht in der Entwicklung von Lösungen für die Verarbeitung von steifen Drahtmaterialien nach einem äußerst effizienten textilen Fertigungsverfahren. Die einzigartigen Strukturen zeichnen sich bei geringem Gewicht durch exzellente Werkstoffkennwerte aus. Sie bieten eine hervorragende Basis für neue Lösungen im Metallleichtbau, für crashsichere Leichtbauteile, aber auch für Hochleistungsbeton.
Herr Kempert leistete mit seiner ausgezeichneten Studienarbeit in Zusammenarbeit mit dem deutschen Maschinenbauer MAGEBA Textilmaschinen GmbH & Co KG einen wesentlichen Beitrag zur Automatisierung von Spezial-Webmaschinen für die Verarbeitung von Hochleistungsfaserstoffen, insbesondere von Carbon-Fäden. Mit diesen Spezial-Webmaschinen können komplexe 3D-Strukturen für Faserkunststoffverbunde gefertigt werden, die bisher in aufwändigen manuellen Arbeitsschritten gefertigt werden. Die vollständige Automatisierung ist eine wesentliche Grundlage für die Überführung der Forschungsergebnisse in die Industrie, wie die Automobilindustrie, der Maschinenbau und Sportgerätehersteller.

Textilforscher der TU Dresden präsentieren neue Bandwebtechnik zur Herstellung hochkomplexer 3D-Gewebe, Struktur- und Prozesssimulationen für textile Hochleistungswerkstoffe und Fertigungsprozesse sowie eine dreidimensionale thermoaktive Raumtextilie.

Auf Basis einer neuen Spulenschützenbandwebtechnik mit einer integrierten Schützenwechseleinrichtung ist es gelungen, Carbongarne schädigungsarm zu verarbeiten sowie Profilbandgewebe mit über die Bauteillänge unterschiedlichem Querschnitt und vor allem in einem einzigen Fertigungsschritt gewebte komplexe rohrförmige Knotenelemente zu entwickeln. Das entwickelte Schützenwechselsystem demonstriert das ITM auf seinem Stand auf der Messe TECHTEXTIL an einem elektronisch gesteuerten Spulenschützen-Bandwebautomaten . Die Kombination der Spulenschützen-Bandwebtechnik mit der Jacquardtechnik ermöglicht eine ausgesprochen hohe Strukturvielfalt, die für die Entwicklung von gewebten rohrförmigen Knotenelementen in unterschiedlichster Geometrie genutzt wird. Die Rohrknotenelemente werden vor allem für die Eckverbinder von Leichtbaurahmen, z. B. in Fahrzeug- oder Fahrradrahmen, in Sportgeräten oder Roboterwerkzeugrahmen oder in der Architektur, benötigt. Am ITM wird in enger Zusammenarbeit mit der Firma MAGEBA Textilmaschinen GmbH & Co KG und durch die finanzielle Förderung von Forschungsprojekten durch das BMWi die gesamte Prozesskette vom CAD-Entwurf, über die strukturelle Entwicklung, die Erstellung der Maschinensteuerprogramme, die textiltechnische Umsetzung und die Bauteilkonsolidierung erfolgreich erarbeitet.

Als weiteres Highlight präsentiert das ITM der TU Dresden auf der TECHTEXTIL die vielfältigen Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet und somit fester Bestandteil in allen Entwicklungen entlang der gesamten textilen Wertschöpfungskette vom Atom bis zum Produkt am ITM ist. Darüber hinaus offeriert das ITM als weiteren besonderen Blickfang ein 2,5 Meter hohes Rotorblatt aus einem Faserkunststoffverbund mit integrierten textilen Dehnungssensoren aus Carbonfasern zur In-Situ Strukturüberwachung.

Im Rahmen des europäischen Gemeinschaftsprojekts „Touché“ (einem Teilvorhaben des CORNET-Projekts AiF-Nr. 137 EN) haben Forscher der Hohenstein Institute bislang offene Aspekte der Interaktion zwischen der menschlichen Haut und Textilien untersucht. Ziel des nun erfolgreich abgeschlossenen Vorhabens war es, die Wahrnehmung von textilen Reizen möglichst realitätsnah zu analysieren und geeignete Testmethoden zu entwickeln, mit denen sich sowohl haptische als auch taktile Reize beurteilen lassen. Für die Textil- und Bekleidungsindustrie ist die Frage nach den Vorgängen bei der Wahrnehmung von Textilien von zentraler Bedeutung, weil man daraus Schlüsse im Hinblick auf technische Konstruktionsparameter entlang der textilen Kette ziehen kann. Derart optimierte Bekleidung könnte somit konkret für den Träger entworfen werden.

Im Laufe des Touché-Projekts beschäftigten sich die Forscher des Arbeitsbereiches WKI für Hygiene, Umwelt und Medizin an den Hohenstein Instituten mit dem sog. „fabric feel“, also der taktilen Wahrnehmung von Textilien, die auf der Körperoberfläche beim passiven Tragen von Bekleidung maßgeblich ist. Zeitgleich befassten sich die Projektpartner von der Universität und Hochschule Gent damit, ob und wie das aktive Anfassen von Textilien, also der haptische „textile Griff“ messtechnisch erfasst werden kann. Darüber hinaus ermöglichte es der übergreifende Forschungsansatz, jene Textilparameter genau zu untersuchen, welche die menschliche Wahrnehmung beeinflussen.

Am 3. April hat die IHK Heilbronn-Franken das Projekt GRAFAT mit dem Forschungstransferpreis 2017 in Silber ausgezeichnet. Dr. Andreas Schmidt, stellvertretend für das Team um Projektleiterin Dr. Bianca Wölfling am Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH, und Dr. Thomas Schubert von der Heilbronner IOLITEC Ionic Liquids Technologies GmbH nahmen die mit 5.000 Euro dotierte Auszeichnung entgegen. Die IHK-Jury würdigte damit die gemeinsame Arbeit der beiden Projektteams, deren Ziel die Entwicklung einer neuartigen Graphen- Beschichtung ist, die sich gleichmäßig und dauerhaft auf Textilien aufbringen lässt. Durch seine flammhemmende Wirkung und superdünne Beschaffenheit bei gleichzeitig hoher Flexibilität und Bruchfestigkeit eignet sich Graphen beispielsweise für den Einsatz bei persönlicher Schutzausrüstung (PSA) für Feuerwehrleute. Im Gegensatz zu derzeit üblichen Beschichtungen verspricht Graphen verbesserte Flammschutz- und Trageeigenschaften und ist dabei wesentlich umweltfreundlicher.

Graphen ist eine einlagige Kohlenstoffschicht von der Dicke eines Atoms und hat die Form einer aus einzelnen Sechsecken bestehenden Honigwabe. Der transparente, nur unter einem Rasterelektronenmikroskop erkennbare Werkstoff ist extrem strom- und wärmeleitfähig, zugfester als Stahl und abriebbeständig. Während sich die Forschung bislang vor allem auf die Leitfähigkeit des Materials konzentriert hat, fand die Anwendung von Graphen im textilen Sektor kaum Beachtung. Im Rahmen eines EU-Forschungsvorhabens beschäftigen sich die Hohenstein Wissenschaftler und die Firma IOLITEC im deutschen Teilprojekt GRAFAT seit 2015 mit der „Oberflächenmodifizierung von Textilien mittels Graphen“. Während IOLITEC für die Überführung verschiedener Graphen-Modifikationen in stabile wässrige Dispersionen verantwortlich zeichnet, untersuchen die Hohenstein Experten, wie sich unterschiedliche textile Oberflächen mit den wässrigen Lösungen dauerhaft ausrüsten lassen. Darüber hinaus wird in Hohenstein die Eignung der Graphen-Beschichtung für Hitzeschutzbekleidung ermittelt.

Der Forschungsstandort Aachen ist um ein einmaliges Angebot reicher: Am Freitag eröffnete mit dem Digital Capability Center (DCC) eine neuartige Lernfabrik mit dem Schwerpunkt Industrie 4.0. In einer realitätsgetreuen Fabrikumgebung erhalten Fach- und Führungskräfte produzierender Unternehmen sowie angehende Ingenieure das Handwerkszeug, um die digitale Transformation im eigenen Unternehmen voranzutreiben. Das Motto: erkunden, ausprobieren, anwenden. Das DCC ist eine Kooperation der Unternehmensberatung McKinsey & Company, des Instituts für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University und führenden Technologieunternehmen wie dem Softwareanbieter PTC. Das DCC ist das erste seiner Art weltweit – weitere DCCs werden von McKinsey in diesem Jahr noch in Singapur, Chicago, Peking und Venedig eröffnet.

Die praxisnahen Workshops im DCC helfen Unternehmen, sich dem Thema Industrie 4.0 systematisch und zielgerichtet zu nähern. Sie lernen, wo und wie neueste Technologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette eingesetzt werden können – von der ersten Kundenanfrage über die Entwicklung, Produktion und Auslieferung bis zum Servicegeschäft. Aber auch die Anforderungen an das Management sowie die Befähigung der Mitarbeiter und die allgemeine Akzeptanz der mit der Transformation einhergehenden Veränderungen werden thematisiert. Workshop-Teilnehmer erarbeiten konkrete Lösungen für ihre individuelle Problemstellung und erhalten Einblick in zentrale digitale Lösungen und Technologien wie Echtzeit-Diagnosewerkzeuge, Big Data Analytics, prädiktive Instandhaltung, digitales Performancemanagement, 3D-Druck oder kollaborative Roboter.