Aus der Branche

Auf den ersten Blick haben Ruderboote, der Airbus 380, Sicherheitsausrüstungen oder Stadionüberdachungen nur wenig gemeinsam. Dabei erhalten sie ihre spezifischen Eigenschaften unter anderem durch den Einsatz von speziellen Fasern: Aramidfasern und Kohlenstofffasern (Carbonfasern) werden zu Spezialgarnen verarbeitet, die häufig als Verbundstoffe eingesetzt werden. Die Nachfrage nach diesen Fasern wächst, da weltweit versucht wird, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern; neue Lösungen sind erforderlich, um das Gewicht zu reduzieren und schwere Metallteile zu ersetzen.

Aramidfasern werden in einem sehr aggressiven, hochchemischen Prozess hergestellt. Auch das Verfahren, mit dem das polymere Ausgangsprodukt aus Acryl produziert wird, das zur Herstellung von Kohlenstofffasern verwendet wird, ist zwar ein anderer, aber nicht minder schwieriger Vorgang. Bei diesen anspruchsvollen Prozessen sind die Zahnradpumpen nicht nur für die hochpräzise Steuerung der Schmelzeförderung verantwortlich; Langlebigkeit, Widerstandsfähigkeit in einer aggressiven Umgebung und Kosteneffizienz spielen eine ebenso entscheidende Rolle.

Spezielle Werkstoffe für spezielle Aufgaben
Der Prozess, die erwartete Lebensdauer der Pumpe und die Wartungshäufigkeit sind für die Wahl der Materialien, aus denen die Pumpe und ihre Komponenten hergestellt werden, die ausschlaggebenden Faktoren. Für ein optimales Ergebnis bietet Oerlikon Barmag Lösungen, die unterschiedliche Werkstoffe und neueste Technologien intelligent miteinander kombinieren. Ob Oberflächen mit keramischer Beschichtung, Zahnräder und Wellen mit DLC Beschichtungen, Pumpen aus Kobaltlegierungen (StelliteTM) oder die robusten und langlebigen Oerlikon Barmag-Hybridkonstruktionen aus Zirkoniumoxid-Keramik und Duplex-Stahl, die hochpräzisen Pumpen der ZP- und GM-Baureihen werden je nach Einsatzart optimiert ausgelegt. Unterschiedliche Dichtsysteme und individuelle Antriebskonzepte runden das Pumpenprogramm ab.

• 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.“

Das Cetex Institut, die thermoPre ENGINEERING GmbH und die The FilamentFactory GmbH kooperieren bei der Entwicklung, Herstellung und Vermarktung neuartiger Hybridmaterialien. Der am 2. Oktober 2020 in Chemnitz gemeinsam unterzeichnete Kooperationsvertrag hebt die Zusammenarbeit auf eine neue Stufe. „Wir freuen uns, dem Endanwender die Hybridrovings nicht nur anwendungsangepasst liefern zu können, sondern auch das Engineering für spätere Bauteilanwendungen inklusive dem Prototyping der FKV-Bauteile anzubieten“, so Sebastian Nendel, geschäftsführender Direktor des Cetex Institutes.

Patentiertes Verfahren zur Herstellung von Hybridrovings
Das Cetex Institut hat in den letzten 3 Jahren eine Anlagentechnologie zur Herstellung von Hybridrovings entwickelt. Durch das patentierte Verfahren können kundenspezifisch verschiedene Materialkombinationen hergestellt werden. Dabei können Materialkombinationen aus Verstärkungsfasern (Glas, Basalt, Carbon, Aramid oder hochfesten Polymerfasern) mit Matrixfasern (PP, PET, PA, PPS, PEEK) kombiniert werden, aber auch Spezialkombinationen aus unterschiedlichen Verstärkungsfasern oder der Kombination von Verstärkungsfasern mit Metallfasern. Vorteile des neuartigen Hybridrovings sind die drehungsfreie und vollständig gestreckte Faserlage und die damit verbundene optimale Eigenschaftsausnutzung der Verstärkungsfasern, wie auch eine sehr gute Homogenität, wodurch in späteren Prozessschritten eine hervorragende Verarbeitung erzielt werden kann.

Serienproduktion als nächsten Schritt
Das nächste Ziel ist klar gesetzt: Im Rahmen der Vereinbarung soll das Verfahren durch die Projektpartner gemeinsam weiterentwickelt und bis zur Serienproduktion überführt werden. Diese gemeinsamen Aktivitäten bilden die Basis für eine langjährige intensive Zusammenarbeit auf diesem neuen Gebiet.

Finnischer Beschichtungs- und Gelcoat-Hersteller Finnester verstärkt gemeinsam mit AMAC seine Aktivitäten in der D-A-CH-Region

Mit Wirkung zum 15. September 2020 verstärkt der finnische Lack- und Gelcoat- Hersteller Finnester Coatings Oy in Kooperation mit Dr. Michael Effing vom Unternehmen AMAC seine Aktivitäten in den deutschsprachigen Ländern, der so genannten D-A-CH-Region.

Finnester ist Pionier in der Entwicklung hochwertiger Beschichtungen und Gelcoats, sowohl für die Oberflächenverbreitung als auch für die Flamm- und Wärmedämmung von Verbundwerkstofflösungen in verschiedenen Industriebereichen. Ihr Portfolio umfasst Produkte auf der Basis von Polyesterbeschichtungen für den Brand- und Wärmeschutz sowie keramisierende Polymere wie HybridRED, die beispielsweise
den Anforderungen der Normen EN45545-2 entsprechen. Um neue Geschäftsmöglichkeiten in der D-A-CH-Region für die Endmärkte Bau- und Infrastruktur, Transport, Schifffahrt, Industrie und Elektroindustrie zu entwickeln und beschleunigen, kooperiert nun Finnester mit AMAC.

Ari Hokkanen, Geschäftsführer von Finnester: "Finnester hat einzigartige hochwertige Beschichtungen entwickelt. Die Zusammenarbeit mit AMAC wird unsere Wachstumsambitionen beschleunigen und uns bei der Suche nach neuen Geschäftsmöglichkeiten unterstützen. Wir freuen uns, von der langjährigen Erfahrung von Dr. Michael Effing als Pionier in der Verbundwerkstoffindustrie und seinem hochwertigen Netzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu profitieren". Dr. Michael Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH, bestätigt: "Feuerhemmende Beschichtungen sind für die Verbundwerkstoffindustrie sehr wichtig, vor allem um in den Bereichen Eisenbahn, Schnellfähren sowie Gebäude & Infrastruktur mit ihren strengen Brandschutznormen erfolgreich sein zu können. Die DACH-Region stellt mehr als 30 % des europäischen Marktes dar und steht nun im Fokus für Finnester. Ich freue mich darauf, Finnester mit ihrem einzigartigen Angebot zu unterstützen und sie mit den Hauptakteuren in der D-A-CH-Region zu verbinden".

• Neue e-Mobility-Komponente aus Faserverbundwerkstoff
• Mehrjähriger und substanzieller Auftrag

Nach Prototypen für einen chinesischen Automobilhersteller, einem Großauftrag von einem nordamerikanischen Automobilbauer sowie einem weiteren Auftrag für einen europäischen Sportwagenhersteller ist die SGL Carbon nun von der BMW Group mit der Serienproduktion von Abdeckungen für ein Batteriegehäuse beauftragt worden. Der substanzielle mehrjährige Auftrag wird die Produktion eines neuartigen glasfaserbasierten Deckels für ein Batteriegehäuse umfassen. Die Komponente wird in einem zukünftigen Plug-in-Hybridmodell der BMW Group zum Einsatz kommen.

Werkstoffe aus Faserverbund sind für Abdeckungen von Batterie¬gehäusen aus mehreren Gründen geeignet: Neben dem geringen Gewicht, das die Reichweite von Elektroautos unterstützt, zeichnen sich Batteriegehäuseabdeckungen aus faserverstärktem Kunststoff durch eine hohe Steifigkeit aus. Zusätzlich kommen noch weitere Vorteile zum Tragen. So erfüllen Verbundwerkstoffe auch hohe Anforderungen an Dichtheit gegenüber Wasser oder Gas. Des Weiteren können Verbundwerkstoffe helfen, unter anderem eine bessere Strukturfestigkeit am Unterboden z. B. gegen Durchschlag zu erreichen. Für besonders beanspruchte Strukturen oder Tragelemente wie etwa Unterbodenplatten und Seitenrahmen bietet sich auch der Einsatz von Carbonfasern an. Für weniger beanspruchte Bauteile wie Batteriegehäuseabdeckungen können Glasfasern oder ein Fasermix ausreichend sein.

Zusätzlich zur neuen Anwendung für die Batteriegehäuseabdeckung eines Plug-In-Hybridmodells, fertigt die SGL Carbon für die BMW Group auch weiterhin die bekannten Bauteile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff für den BMW i3, liefert Materialien für die Carbon Core-Karosserie des BMW 7er und ist als Lieferant sämtlicher Carbon-Materialien – Fasern, Textilien, Stacks – für den BMW iNEXT nominiert, der 2021 starten wird.

Der Schweizer Textilinnovator HeiQ verbessert seine Produktlinien HeiQ Fresh und HeiQ XReflex. Die aktualisierten Produkte bieten Verbesserungen in mehreren technischen Aspekten für HeiQ Fresh und mehr Produktoptionen mit HeiQ XReflex.

HeiQ Fresh ist das erste Produkt von HeiQ, das entwickelt wurde, um das Problem stinkender Outdoor-Bekleidung zu lösen. Seitdem wurde die Produktfamilie zur Geruchskontrolle mit drei nachhaltigen Produkten - HeiQ Pure TAG, HeiQ Pure SPQR und HeiQ Fresh FFL - kontinuierlich aktualisiert. HeiQ Pure TAG wurde überarbeitet. Es handelt sich um eine Geruchskontrolle auf Basis von recyceltem Silber mit einer nichtionischen Neuformulierung, die mit den meisten Textilveredelungsprodukten in hohem Maße kompatibel ist. Es hat eine lange Haltbarkeit und ist sehr lagerstabil. HeiQ Pure SPQR ist eine silber- und biobasierte hybride Technologie zur Geruchskontrolle mit Zweifach-Wirkung und erfüllt die Anforderungen des USDA Biopreferred® Programms. HeiQ Fresh FFL ist eine biobasierte Technologie zur Geruchskontrolle, die ebenfalls die Anforderungen des USDA Biopreferred® Programms erfüllt. Alle diese Produkte sind OEKO-TEX® (Klasse 1-4) konform und bluesign® genehmigt. Sowohl HeiQ Pure SPQR als auch HeiQ Fresh FFL werden als Standardware ausgeliefert, was den weltweiten Versand und die Lagerhaltung erleichtert und zu einer Kostenreduzierung führt.

HeiQ bringt für HeiQ XReflex zusätzliche Stoff- und Isolationspakete auf den Markt. Diese Lösung bietet das gleiche Maß an Wärme bei einer bis zur Hälfte reduzierten Isolation, reduziert das Volumen und spart Material für Bekleidung, Schlafsäcke, Handschuhe, Decken usw. Eine durchschnittlich isolierte Jacke kann mit HeiQ XReflex den ökologischen Fußabdruck reduzieren und bis zu 280g CO2, 10 MJ Energie und 6L Wasser einsparen. Diese patentierte Technologie wird jetzt mit einer oder zwei Schichten wärmereflektierender Oberfläche angeboten, die bei gleicher Wärme bis zu 50% weniger Volumen bieten, ohne die Atmungsaktivität des Stoffes zu beeinträchtigen. HeiQ XReflex ist auch als leichte Gewebeschicht erhältlich und bietet damit eine ultradünne Wärmebarriere für eine grössere Design-Flexibilität sowie Logistik- und Kostenoptimierung.

„Wir sind ständig auf der Suche nach Möglichkeiten, um unsere Effizienz und Technologien bei HeiQ kontinuierlich zu verbessern“, sagt Carlo Centonze, CEO der HeiQ Group. „Mit diesen neuen Verbesserungen unserer HeiQ Fresh- und HeiQ XReflex-Technologien bieten wir unseren Kunden einen besseren Support und bessere Produkte, um deren Endprodukte auf dem Markt zu etablieren und zu differenzieren.“

Eine hohe Zahl an Fachbesuchern nutzte die Gelegenheit, im Rahmen der Techtextil mit den Prozessbandexperten der GKD – Gebr. Kufferath AG (GKD) aktuelle Problemstellungen zu diskutieren. Ihr besonderes Interesse galt den antihaftbeschichteten Glashybrid-Bändern für den Einsatz in Ein- und Doppelbandtrocknern. Aber auch die Metallgewebelösungen für Filtrationsprozesse und Architektur, die der weltweit führende Hersteller für anwendungsspezifisch entwickelte Hochleistungsgewebe in Frankfurt präsentierte, zogen zahlreiche Besucher an den Stand.

Großformatige, verschiebbare Panels – in Werkstoff, Bindung und Farbigkeit höchst unterschiedliche Gewebetypen für Industrie und Architektur – waren auf dem GKD-Messestand zur Techtextil Eyecatcher zum Anfassen. Für Prozessbandkunden, die diese Bänder seit vielen Jahren erfolgreich einsetzen, diente ein für GKD typisches blaues Band als weithin sichtbares Erkennungszeichen. Die ebenfalls anfassbaren Nahtmuster motivierten vor allem auch neue Interessenten, das Gespräch mit den GKD-Ingenieuren zu suchen. Im Mittelpunkt der Gespräche über innovative Prozessbandlösungen standen die Bereiche Thermobonding, Forming und Hygiene. Messehit bei den Prozessbändern waren die von GKD zur internationalen Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe präsentierten antihaftbeschichteten Glashybrid-Gewebebänder.

Nichts klebt mehr

Mit diesem Bandtyp beantwortet GKD ein drängendes Problem in der Vliesverfestigung und -trocknung: Er verbindet durch in Laufrichtung verwebte Glaslitzen geringes Gewicht mit Querstabilität. Sein besonderes Plus ist jedoch die hochwertige Antihaftbeschichtung, die auch bei stark haftenden Produkten die Verschmutzung durch Produktrückstände minimiert. Dadurch kann diese am Markt bislang einzigartige Bandausführung den Gesamtprozess deutlich verbessern. Zudem wirken sich die seltener erforderlichen Reinigungszyklen und in der Folge höheren Standzeiten auch auf die Produktivität positiv aus. Im Vergleich zu herkömmlichen Glasdreherbändern mit PTFE-Beschichtung gewährleisten die Glashybrid-Gewebebänder von GKD durch ihren zuverlässigen Antihaftschutz und die hohe Querstabilität deshalb eine signifikant bessere Prozessperformance. Entsprechend groß war das Interesse an diesem neuartigen Bandtyp für Thermobondingprozesse.
Neben vielen Bestandskunden, die die Messe zur Kontaktpflege und Information nutzten, zog der GKD-Stand auch viele neue Interessenten an. Die Vielzahl der Kontakte und Fachgespräche auf hohem Niveau prägt das Fazit von Michael Seelert, Geschäftsbereichsleiter Prozessbänder: „Unser Messeauftritt zur Techtextil war sehr erfolgreich, von der Qualität der Kontakte her sogar bisher der beste überhaupt.

Unter dem Motto „Textile Strukturen für neues Bauen“ prämiert die Messe Techtextil erneut junge Ideen zum Bauen mit textilbasierten Materialien. Einreichungen sind ab jetzt möglich.
Ob Leichtbaustrukturen, temporäre Bauten oder kreativer Innenausbau: Studierende und Young Professionals aus den Bereichen Architektur, Bauingenieurwesen, Produktdesign und ähnlichen Fachgebieten können sich ab sofort für den Wettbewerb der Techtextil, der Internationalen Leitmesse für Technische Textilien und Vliesstoffe (14. bis 17. Mai 2019) bewerben. Gefragt sind Ideen zum Bauen mit faserbasierten Werkstoffen. Es winken Preisgelder in einer Gesamthöhe von 8.000 Euro. Der Wettbewerb wird unterstützt vom internationalen Netzwerk TensiNet als Sponsor, dem Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart sowie der Plattform für Architektur und Design Architonic. Anmeldeschluss ist der 24. Februar 2019.  

Internationale Bühne für junge Ideen
Teilnehmer des Wettbewerbs können das Thema ihres Beitrags frei wählen. Beiträge können in folgenden Kategorien eingereicht werden: Makroarchitektur, Mikroarchitektur, Materialinnovation, Umwelt und Ökologie sowie Composites und hybride Strukturen. Zusätzlich können Teilnehmer ihren Beitrag auch unter das Motto „Urban Living – City of the Future“ stellen, das Thema des kommenden Special Events der Techtextil. Im Rahmen des Special Events stehen textilbasierte Lösungen für Architektur, Bekleidung, Leben und Gesundheit in einer zunehmend urbanisierten Gesellschaft im Mittelpunkt.

Die offizielle Preisverleihung an die Gewinner erfolgt zur Techtextil in Frankfurt am Main. Die prämierten Ideen werden zusätzlich in einer Sonderschau auf der Messe präsentiert. Für angehende Architekten und Planer bietet die Teilnahme an dem Wettbewerb damit die einmalige Chance, ihre Ideen einem internationalen Fachpublikum zu präsentieren und Kontakte in die Branche der technischen Textilien zu knüpfen.

Interessierte finden alle Informationen rund um die Teilnahme und zur Anmeldung unter: www.techtextil-student.com.

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.

Das Aachener Zentrum für Integrative Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen installiert in seinem Technikum eine neue ENGEL-Spritzgießanlage. Die ENGEL Deutschland GmbH, in Kooperation mit dem ENGEL Technologiezentrum für Leichtbau-Composites in Österreich, wird das 2-Komponenten-Spritzgieß-System mit Drehtisch und 17.000 kN Schließkraft im Jahr 2019 in Betrieb nehmen. Dieser Maschinenaufbau ist die Basis für die Weiterentwicklung effizienter Inline-Kombinations-Technologien mit unterschiedlichen Polymerwerkstoffen.

Das ENGEL-Spritzgießsystem ermöglicht die innovative Kombination bereits etablierter Faserverbundkunststoff-Verfahren und die Entwicklung neuer individueller Verfahren. Im Mittelpunkt steht die Steigerung der Ressourceneffizienz in der Leichtbau-Produktion. Mit der neuen Anlage können neue Forschungs- und Entwicklungsinitiativen einen effizienteren Materialeinsatz adressieren, der letztlich der Schlüssel zur Massenproduktion von Leichtbauteilen ist. Der Fokus wird dabei auf Multimaterialsystemen, kontinuierlichen Prozessen und Prozessketten sowie selbstoptimierenden Prozesse liegen.

Dr.-Ing. Michael Emonts, Geschäftsführer des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) freut sich darauf, mit dem neuen Spritzgießsystem neue innovative Leichtbauverfahren zu realisieren: „Diese neue Spritzgießanlage bietet uns als Spezialisten für die Leichtbau-Produktionstechnik in Kooperation mit den Spritzgießexperten des Instituts für Kunststoffverarbeitung – dem IKV – die Möglichkeit, Hybridverfahren für industrielle Leichtbau-Anwendungen zu etablieren. Das System wird unseren bestehenden Maschinenpark im AZL-Technikum erweitern und als wichtige Plattform für die Leichtbau-Forschung an der RWTH zur Verfügung stehen."

Als aktive Partnerfirma des AZL-Partnernetzwerks arbeitet ENGEL bereits seit vielen Jahren eng mit dem AZL zusammen. Dr. Stefan Engleder, CEO der ENGEL-Gruppe, betont die Bedeutung dieser engen Zusammenarbeit mit den Technischen Universitäten und insbesondere mit dem AZL: „Das AZL bietet beste Voraussetzungen für industrienahe Forschungsaktivitäten im Bereich Leichtbau-Verbundwerkstoffe, da es sich durch einen starken interdisziplinären Ansatz auszeichnet. Das AZL profitiert von der guten Infrastruktur und der Zusammenarbeit mit namhaften Instituten der RTWH Aachen. ENGEL freut sich auf die Zusammenarbeit mit dem AZL bei der Entwicklung effizienter Leichtbau-Verbundwerkstoff-Massenproduktionsverfahren.“

Das AZL-Technikum umfasst neben den zahlreichen Faserverbund- und Leichtbauanlagen auf dem Campus der RWTH Aachen zusätzliches Großserien-Equipment für die Entwicklung von Verfahren zur Leichtbau-Produktion, wie zum Beispiel eine Composite-Presse der Schuler Pressen GmbH mit 18.000 kN Schließkraft.