Aus der Branche

Die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe hat 2021 erneut Innovationspreise an Unternehmen, Institute und deren Partner vergeben. Jeweils drei Composites-Innovationen aus den drei Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Prozesse und Verfahren“ sowie „Forschung und Wissenschaft“ wurden während des neuen Events JEC Forum DACH am 23. November 2021 ausgezeichnet, das in seiner ersten Ausgabe in Frankfurt stattfand.

„Auch in diesem Jahr waren wieder viele sehr interessante und vielversprechende Produkte und Verfahren dabei. Der Innovationspreis zeigt, wie leistungsfähig, wirtschaftlich und nachhaltig sich Faserverstärkte Kunststoffe und mit ihnen die Firmen und Institute präsentieren,“ erklärte AVK-Geschäftsfüher Dr. Elmar Witten. Die hochkarätig besetzte Fachjury ehrte in diesem Jahr u.a. folgende Innovationen:

Kategorie Forschung und Wissenschaft
Den 1. Platz in der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“ erhielt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Bondline Control Technologie (BCT). Das innovative Verfahren dient der Qualitätskontrolle und -sicherung von Klebverbindungen. Kernelement ist ein poröses Gewebe, das mittels Epoxidklebstoff oder Matrixharz auf eine Fügefläche appliziert wird. Das Abschälen des Gewebes erzeugt eine chemisch reaktive und hinterschnittige Oberfläche und kann gleichzeitig als Adhäsionstest zum Untergrund dienen Die BCT bietet verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Zum Beispiel können Abreißgewebe durch das BCT-Gewebe ersetzt werden, um Verbundbauteile mit optimierter Fügefläche herzustellen. Der kostengünstige Schältest kann in der Couponprüfung und zur Prozesskontrolle genutzt werden. Außerdem kann die kombinierte Haftprüfung und Oberflächenvorbehandlung zur Qualitätssicherung geklebter Reparaturen an Faserverbundstrukturen eingesetzt werden.

Den 2. Platz erhielt das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University und seinen Partnern AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR mit „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“. Die Innovation ermöglicht die Reduzierung von nicht-recyclefähigem Material im Rotorblattbau. Gleichzeitig wird das Gewicht reduziert und die mechanischen Eigenschaften zur Standsicherheit von Windkraftanlagen erhöht. Hierzu wird glasfaserverstärkter Kunststoff in den Blattkomponenten durch Hartgestein als naturbasiertes, kostengünstiges und verwertbares Leichtbaumaterial ersetzt. Die auf wenige Millimeter Dicke geschliffenen Gesteinsplatten werden in ein Faserverbund-Laminat mit Carbonfasern eingebracht und so für wechselnde Lastfälle stabilisiert. Das vorgespannte Material ist im Verbund druckstabil und kann ohne einen Verlust von Steifigkeit Zugkräfte im Dauerwechsellastfall aufnehmen.

Platz 3 ging an die Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) mit dem Partner Mercedes Benz AG mit der interdisziplinären Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge. Das ultra-dünne Lademodul sollte dabei den Raum im Fahrzeugunterboden optimal ausnutzen ohne die Bodenfreiheit zu verringern. Dafür wurde ein interdisziplinärer Entwicklungsprozess angewendet und eine übergreifende elektrische, mechanische und prozesstechnische Charakterisierung von Hochfrequenzlitzen, ferromagnetischer Folie und Metalldrahtgeweben durchgeführt und ein Simulationsmodelll erstellt. Das Ergebnis ist ein Demonstrator für ein Ladesystem mit  einer Aufbauhöhe von 15 mm und einem Gesamtgewicht von 8 kg. Es erreicht eine Übertragungseffizienz von bis zu 92 Prozent bei 7,2 kW Nennleistung und aktiver Luftkühlung. Der Hardware-Demonstrator wurde in einem 3-stufigen Prozess unter Nutzung des RTM- und VARI-Verfahrens hergestellt.

Übersicht aller Preisträger in den drei Kategorien:
Kategorie „Innovative Produkte und Anwendungen“
1. Platz: „Verkehrsschilder von Nabasco (N-BMC)“ – Nabasco Products BV und Lorenz Kunststofftechnik GmbH, Partner: Pol Heteren BV und NPSP BV
2. Platz: „Neuentwickeltes ultratoughes Vinylesterharz für den Großschiffbau“ Evonik Operations GmbH
3. Platz: „Lufteinlassgehäuse in Multi-Material-Design für Gasturbinen“ – MAN Energy Solutions SE, Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH und Leichtbau-Systemtechnologien KORROPOL GmbH
Kategorie „Innovative Prozesse und Verfahren“
1. Platz: „In-Mould Wrapping“ werkzeugfallende, folierte Faserverbundbauteile für Exterieur-Anwendungen– BMW Group, Partner: Renolit SE
2. Platz: „Adaptive automatisierte Reparatur von Composite-Strukturkomponenten in der Luftfahrt“ – Lufthansa Technik AG, Partner: iSAM AG
3. Platz: „Automatisierte Oberflächenvorbehandlung mittels VUV-Excimer Lampen – CTC GmbH
Kategorie „Forschung und Wissenschaft“
1. Platz: „Bondline Control Technologie (BCT)“ – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
2. Platz: „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“ – Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University, Partner: AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR
3. Platz: „Interdisziplinäre Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge“ – Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), Partner: Mercedes Benz AG

Die Ausschreibung für den nächsten Innovationspreis startet Ende Januar 2022.

Kai-Chieh Kuo, Doktorand am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, wurde für seine Masterarbeit mit dem Titel „Modifikation des Schlauchwebprozesses feiner Garne zur Herstellung von gewebten ultra-low profile Stentgrafts“ mit dem Förderpreis beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 ausgezeichnet. Der Preis ist mit 3.500€ dotiert. Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, hat den Preis anlässlich der ADD International Textile Conference am 9. November 2021 virtuell überreicht.

Die minimalinvasive endovaskuläre Aortenreparatur (EVAR) mit textilen Stentgraftsystemen ist heutzutage ein klinisch etabliertes Therapieverfahren zur Behandlung von abdominalen Aortenaneurysmen (AAA) – krankhaften Aussackungen der Hauptschlagader. Aufgrund zu großer Profilstärken der gefalteten Stentgraftsysteme besteht aktuell bei der Implantation ein hohes Risiko, verengte oder stark angulierte Zugangsgefäße von innen zu verletzen. Abhilfe sollen Stentgraftsysteme mit kleinerer Profilstärke schaffen, die durch geringere Biegesteifigkeiten komplizierte Zugangswege überwinden sollen. Ein möglicher Lösungsansatz zur Reduktion der Systemprofile ist der Einsatz dünnwandiger Schlauchgewebe aus hochfeinen Multifilamentgarnen (≤20 dtex) als Graftmaterial.

Bislang ist es textiltechnisch nicht möglich, die feinen Garne mit der geforderten hohen Fadendichte (>200 Fäden/cm) und der verfügbaren Webtechnik zu verarbeiten, um eine ausreichende Dichtigkeit gegenüber Blut zu gewährleisten. In seiner Masterarbeit hat Kai-Chieh Kuo durch geeignete Modifikationen einer Schützenbandwebmaschine sowie Anpassungen in der Webereivorbereitung erstmals eine hochdichte Schlauchwebverarbeitung von Feinstfilamentgarnen ermöglicht. Dabei entwickelte er unter anderem eine neuartige innovative Riettechnologie, die die Kettfadenreibung im Fachwechsel reduziert und so die Prozessstabilität des dichten Schlauchwebprozesses feiner Garne verbessert.

Durch die Prozessmodifikation wurden daraufhin hochdichte, dünnwandige Schlauchgewebe hergestellt, die sich zur Herstellung eines Stentgrafts eignen. Das Potential dieser Schlauchgewebe steckt vor allem im höchst dünnwandigen Gewebeprofil, das gleichzeitig gut gegenüber Blut abdichtet. Durch den Einsatz dieser neuartigen Schlauchgewebe als Graftmaterial von Stentgrafts kann das Systemprofil des gefalteten Stentgraftsystems verringert werden, ohne Einbußen in der Blutdichtigkeit des Implantats eingehen zu müssen.

Die von Herrn Kuo entwickelte Technologie kann nicht nur für Stentgraftsysteme verwendet werden, sondern bietet große Einsatzmöglichkeiten in sämtlichen weiteren endovaskulären Implantaten wie bspw. Transkatheterherzklappen, gecoverte Stents und kleinlumigen Gefäßprothesen.

Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Textil vernetzt begleitet mittelständische Unternehmen bereits im vierten Jahr bei der Umsetzung von Digitalisierungsstrategien. Seit seinem Start im November 2017 hat Textil vernetzt 62 Praxis-Projekte mit 60 Mittelständlern umgesetzt und davon im letzten Jahr 14 Projekte erfolgreich abgeschlossen. Wie gemeinsam die digitale Transformation gemeistert werden kann, wurde auf der vierten, hybrid durchgeführten Fachtagung des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Textil vorgestellt.

Das Corona-Virus wirkt als Technologie-Turbo. Unternehmen und Beschäftigte sind technisch deutlich besser ausgestattet als vor der Krise. Das ist das Fazit des Resilienz-Checks, einer GfK-Befragung im Auftrag von Microsoft Deutschland und der Bundesvereinigung der Deutschen Arbeitgeber (BDA). Demnach sagen 48 Prozent der Befragten, dass die Software-Ausstattung in ihrem Unternehmen ausgebaut wird. Aufgrund der Krise mussten 67 Prozent der Organisationen sich an neue Arbeitsweisen gewöhnen, was auch dazu führte, dass 53 Prozent der Unternehmen insgesamt flexibler arbeiteten.

„Die Digitalisierung ist gekommen, um zu bleiben und verändert den Alltag in Unternehmen enorm. Die veränderte Arbeitswelt verlangt Arbeitnehmern wie Arbeitgebern in ihrer Dynamik und Komplexität viel Flexibilität ab. Wie in vielen Lebensbereichen ist auch an dieser Stelle Zusammenhalt gefragt.“, so Anja Merker, Geschäftsführerin des Kompetenzzentrums Textil vernetzt.

Wie Unternehmen von der digitalen Transformation wirtschaftlich profitieren, Chancen erkennen und Herausforderungen meistern, diskutierten die Unternehmer Olaf Thiel von Delta T. und Jan Baden von druckprozess gemeinsam mit Frederik Cloppenburg, Leiter des Textil vernetzt-Schaufensters am Institut für Textiltechnik an der RWTH Aachen und Frank Siegel, Leiter Funktionsdruck und kundenindividuelle Fertigung am Sächsischen Textilforschungsinstitut. Neugierig bleiben, aktiv Unterstützung suchen und damit zusätzliche Innovationskraft ins Haus holen, ist das Fazit der Gesprächsrunde.

„Cloud Computing und Cyber Security sind wesentliche Bestandteile einer guten Digitalisierungsstrategie“, so Roland Hallau, Fachkoordinator IT-Sicherheit im Mittelstand-Digital Zentrum Chemnitz. Besonders für kleine und mittlere Unternehmen gehe es darum, zukunfts- und widerstandsfähig zu bleiben. Welche Hilfe hierbei Künstliche Intelligenz bietet, welche Daten Unternehmen für ihre ersten KI-Anwendungen nutzen können und was die Daten wert sind, wurde zum Abschluss der Fachtagung gezeigt.

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

Sie ist in fast jedem Schrank: Funktionskleidung – ob als Shirt zum Joggen oder als Jacke zum Wandern. Spezielle Beschichtungen der Textilien sorgen für trockene Haut, indem sie Regen nicht durchdringen lassen und Schweiß nach außen leiten. Forschungsteams der Hochschule Niederrhein und des DWI – Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien aus Aachen arbeiten gemeinsam an einer neuen Art umweltfreundlicher Funktionskleidung.
 
Die üblicherweise verwendeten Materialien, sogenannte halbdurchlässige Membranen, sind weder umweltverträglich noch recyclingfähig. Durch diese dünnen Trennschichten wird Kleidung mit verschiedenen Funktionen ausgestattet, beispielsweise Nässeschutz, Atmungsaktivität und eine natürliche Temperaturregulierung. Die Membranen finden Anwendung im Sport-, Outdoor- und Workwear-Segment, aber auch in Heimtextilien (etwa Matratzenschutz), Schuhen und technischen Textilien aus dem Medizinbereich.
 
Ziel des Projekts ist es, eine Membran zu entwickeln, die sich bei körperlicher Betätigung speziell auf ihren Träger einstellt. Die Lösung, an der die Partner arbeiten, ist eine neue Barrieremembran aus sogenannten thermoplastischen Elastomeren. In die Membran sind Mikrogele eingebaut - kleine Partikel, die Wasser aufnehmen, wieder abgeben können und biokompatibel sind. Durch Kombination eines Trägermaterials mit Mikrogelen soll eine umweltfreundliche, pflegeleichte semipermeable Barriere mit hoher Funktionalität entwickelt werden. Zusätzlich werden spezielle Verfahren zur Beschichtung von Textilien mit diesen Membranen angewandt, die ein verbessertes Recycling der Kleidung ermöglichen und ebenfalls auf den Einsatz umweltbelastender Substanzen verzichten.
 
Um dieses Ziel zu erreichen, bündeln die Forscherteams ihre Kompetenzen aus den Bereichen Polymerchemie und Textiltechnik. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen daran, die Mikrogel-basierten Membranen mittels 3D-Druck als digitale Beschichtungsmethode nur an bestimmten Stellen eines Kleidungsstücks.
 
Von der Forschung profitieren sollen insbesondere Betriebe aus der verarbeitenden Industrie, darunter viele kleine und mittelständische Unternehmen aus dem Bereich der Sport-, Funktions- und Arbeitsbekleidung sowie der Medizin-Textilien. Das Forschungsvorhaben wird von einem Projektausschuss begleitet, in dem verschiedene Unternehmen und Partner entlang der Produktionskette des Rohstoffs bis zur Materialverwertung vertreten sind.  Das Projekt läuft über zwei Jahre und hat ein Gesamtvolumen von rund 500.000 Euro.

Die Zuse-Gemeinschaft ist weiter auf Wachstumskurs. Mit der Aufnahme des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA Augsburg) vereint der bundesweit tätige Verbund gemeinnütziger Forschungs­institute jetzt 77 Mitglieder, davon fünf in Bayern. Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter, nahm gestern bei einer Feierstunde am Institut offiziell die Mitgliedsurkunde von Dr. Bayram Aslan aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft entgegen.

Das ITA Augsburg forscht in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Innovationen auf Zukunftsfeldern der deutschen Wirtschaft. Im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) arbeitet das Forschungsinstitut daran, KI im Kontext der Textilwirtschaft in maschinellen Umgebungen umzusetzen. Ein weiteres Forschungsfeld: Leichtbaulösungen mit Verbundwerkstoffen, wie sie u.a. Wind- und Fahrzeugindustrie benötigen. Expertise bieten die ITA-Forscher zudem zum nachhaltigen Recycling.

„Wir haben uns Mega-Themen für eine nachhaltiger zu gestaltende Zukunft wie Kreislaufwirtschaft, Digitalisierung und die effizientere Nutzung von Rohstoffen verschrieben. Diese Schwerpunkte wollen wir künftig im starken Verbund der Zuse-Gemeinschaft weiter verfolgen. Damit verbinden wir auch die Hoffnung auf mehr Fairness in der Forschungsförderung, für die die Zuse-Gemeinschaft eintritt“, betont Prof. Schlichter.

Dr. Aslan, Geschäftsführer des TFI Aachen, begrüßte in seiner Funktion als Mitglied des Präsidiums der Zuse-Gemeinschaft das neue Mitglied. „Mit dem ITA Augsburg erhält das große Textil-Knowhow in unserem Verbund weiteren Zuwachs. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit in unseren Gremien, um gemeinsam daran zu arbeiten, der anwendungsnahen, gemeinnützigen Industrieforschung noch mehr Geltung zu verschaffen.“

• Corona gab in der pro4tex GmbH, Niederfrohna, den Ausschlag für die Entwicklung hoch funktioneller Gesichts-Bedeckungen für den Einsatz in Medizin, Pflege und im Alltag
• Masken mehrfach nutzbar
• Modernes Unternehmen
• Vorbildliches Wassermanagement

Niederfrohna– Kunden, die sich für Bodywear oder Sportbekleidung von bekannten Markenherstellern entscheiden, legen nicht nur Wert auf modischen Chic und hohe Verarbeitungsqualität. Ebenso wichtig sind ihnen Produkteigenschaften wie Hautfreundlichkeit, Farbechtheit und anhaltend gute Passform. Diese Qualitäten erwerben feine Strick- und Wirkwaren grundsätzlich in der Färberei sowie beim Waschen, Laugieren, Thermofixieren, Kompaktieren, Schlauchkalandern und Rauen sowie in der Ausrüstung durch den Einsatz entsprechender Chemikalien.

Zu den dem Endverbraucher meist unbekannten Firmen, die diese Prozesse beherrschen, gehört die pro4tex®GmbH mit Sitz in Niederfrohna unweit von Chemnitz. „In der Fachwelt sind wir bekannt als Textilveredler für feine Maschenwaren und spezielle technische Textilien. Wir haben Auftraggeber in Europa, Asien und Nordamerika“, erläutert Geschäftsführer Björn-Olaf Dröge. Der aus Detmold (NRW) stammende und seit 20 Jahren in Sachsen lebende Diplom-Ingenieur (FH) für Textiltechnik hatte die Firma 2009 mit 60 Mitarbeitenden übernommen und 2011 das Partnerunternehmen Willy Hermann – Superfine aus Hard (Österreich) als Mitgesellschafter für die GmbH gewonnen. Mittlerweile zählt pro4tex 104 Beschäftigte, die die moderne Veredelungstechnik dreischichtig auslasten. Auf 16 Mio. EUR belaufen sich die die Kosten für Neu- und Erweiterungsinvestitionen in vergangenen zehn Jahren. Der Betrieb ist zertifiziert nach den DIN-EN-Normen ISO 9001, ISO 14001 und ISO 50001. Mit rund 7,5 Mio. EUR Umsatz liegt dieses Ergebnis im Corona-Jahr 2020 um 15 Prozent unter dem Wert von 2019

„Textilveredler galten früher als Umweltverschmutzer, insbesondere in puncto Abwasser. Das hat sich in den vergangenen drei Jahrzehnten gründlich geändert“, erläutert Dr.-Ing. Jenz Otto, Hauptgeschäftsführer des in Chemnitz ansässigen Verbandes der Nord-Ostdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie e. V. (vti). „Dennoch geht es beim Färben und Ausrüsten nicht ohne Chemikalien. Bei deren Einsatz sind unsere Firmen strengen europäischen Umweltrichtlinien unterworfen.“ Nach Angaben des vti existieren im Verbandsgebiet, den ostdeutschen  Bundesländern, mehr als 20 mittelständische Betriebe, die Textilien für modische, technische oder medizinische Zwecke fit machen.

Die pro4tex GmbH verfügt bereits seit langem über ein qualifiziertes Wasser-Management. „In der Färberei geht ja ohne Wasser fast gar nichts. Deshalb widmen wir dem wertvollen Nass unsere besondere Aufmerksamkeit“, erklärt Geschäftsführer Björn-Olaf Dröge. „Wir decken unseren Wasserbedarf vollständig aus drei eigenen Brunnen und nicht aus dem öffentlichen Netz. Das in der Produktion gebrauchte Wasser unterziehen wir anschließend diversen chemischen, biologischen und physikalischen Reinigungs- und Wiederaufbereitungsprozeduren. Am Ende fließt unser Wasser klar und für die Umwelt unbedenklich in den nahegelegenen Frohnbach. Wir sind stolz darauf, dass wir zu den wenigen europäischen Textilveredlern gehören, die in der Fachsprache ‚Direkteinleiter‘ genannt  werden und dafür die behördliche Genehmigung haben."

Bereits vor Ausbruch der Corona-Pandemie hatte sich pro4tex mit der antibakteriellen Ausrüstung von Gesundheitsschutz-Textilien beschäftigt. Als dann zu Jahresbeginn die Lieferungen aus China ausblieben und plötzlich Mund-Nasen-Masken aus deutscher Produktion gefragt waren, reagierte das pro4tex-Team innerhalb weniger Tage. „Im Kooperation mit einem ostsächsischen Klinikum und dem Textilkonfektionär Fifty-Fifty im benachbarten Burgstädt, haben wir partielle Gesichtsbedeckungen entwickelt und damit erstmals in unserer Firmengeschichte ein Endprodukt auf den Markt gebracht“, berichtet Geschäftsführer Björn-Olaf Dröge. Dabei handelt es sich um hoch funktionelle Mehrweg - Masken, die dreilagig aufgebaut sind. Die in mehreren Farben und Designs erhältliche Außenhaut wirkt abweisend gegen Tröpfchen bzw. Flüssigkeiten, der darauf angebrachte Einsatz aus ein Spezialvliesstoff filtert feinste Partikel aus der Atemluft. Die am Gesicht anliegende atmungsaktive Schicht wird weder gefärbt noch anderweitig behandelt. Da es sich bei Innen- und Außenhaut um feine Polyestergestricke handelt, zeichnen sich Mund-Nasen-Bedeckungen durch ein angenehmes Tragegefühl aus. Die nach der für medizinische Gesichtsmasken gültigen Norm DIN EN 14 683 zertifizierten Masken sind atmungsaktiv und durchnässen nicht. Nach dem Erstgebrauch können sie mindestens 20 Mal bei 75 Grad Celsius gewaschen und ebenso oft wiederverwendet werden. Mittlerweile sind sie in Berliner Kliniken, bei der Deutschen Bundesbahn sowie in anderen Unternehmen im Einsatz. „Wer einmal unsere flexiblen Gesichtsbedeckungen getragen hat will keine andere mehr“, zeigt sich Björn-Olaf Dröge überzeugt. Und er verweist darauf, dass er Sachsens Ministerpräsident Michael Kretschmar wiederholt mit einem Erzeugnis aus seinem Unternehmen
gesehen hat.

• Für die Zukunft aufgestellt: Prüflabore von DITF und ITVP auf DIN EN ISO/IEC 17025:2018 umgestellt

Das Prüflabor Textiltechnik und Technische Textilien der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sowie das Prüflabor der ITV Denkendorf Produktservice GmbH (ITVP) wurden erfolgreich nach der aktuellen DIN EN ISO/IEC 17025:2018 „Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien“ akkreditiert. Das Prüflabor der DITF hat am 13. Oktober 2020 seine Akkreditierungsurkunde erhalten, die DITF-Tochter ITVP erhielt die Urkunde bereits am 31. August 2020.

Im Frühjahr dieses Jahres hatte die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) beide Labore umfangreich begutachtet. Dabei wurde festgestellt, dass alle regulatorischen Anforderungen in den Bereichen Personal, Validität der Prüfergebnisse sowie dem Umfang mit Risiken und Chancen erfüllt und umgesetzt werden.

Die erfolgreiche Akkreditierung ist das Ergebnis eines ausführlichen Umstrukturierungsprozesses. „Beide Labore sind mit der Akkreditierung nach der neuen Norm bestens für die Zukunft gerüstet und können ihren Kunden weiterhin einen Service auf gewohnt hohem Niveau bieten“ freut sich Kathrin Thumm, die an den DITF und bei der ITVP für das Qualitätsmanagement verantwortlich ist.

Die Hochschule Niederrhein, die RWTH Aachen University, die Stadt Mönchengladbach und ihre Wirtschaftsförderung (WFMG), der Verband der Rheinischen Textil- und Bekleidungsindustrie sowie der Verband der Nordwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie haben gemeinsam Großes vor: Sie wollen eine Textilfabrik 7.0 gründen, die als Modellprojekt für das gesamte verarbeitende Gewerbe eine wettbewerbsfähige Industrieproduktion im Jahr 2035 modelliert und so einen entscheidenden Beitrag für den Strukturwandel Rheinisches Revier leistet.

Die entsprechende Grundsatzvereinbarung, in der sich die Partner auf dieses Ziel verständigen, wurde jetzt in der Textilakademie NRW auf dem Campus Mönchengladbach der Hochschule Niederrhein unterzeichnet.

Professorin Dr. Maike Rabe, Leiterin des Forschungsinstituts für Textil und Bekleidung, hat das Konzept für die textile Modellfabrik am textilen Traditionsstandort Mönchengladbach zusammen mit dem Präsidenten der Hochschule Niederrhein, Dr. Thomas Grünewald, angestoßen. In Zusammenarbeit mit den beteiligten Akteuren wurde es als Beitrag zur Bewältigung des Strukturwandels im Rheinischen Revier entwickelt.

„Das Herz der Textil- und Bekleidungsbranche schlägt im Rheinischen Revier, insbesondere auf der Achse Mönchengladbach, Krefeld und Aachen. Die Textilwirtschaft dieser Region bildet die gesamte textile Wertschöpfungskette ab, hat ein tiefes Erfahrungswissen und besitzt durch das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University, die Textilakademie NRW und die Hochschule Niederrhein eine internationale Forschungsexzellenz, kombiniert mit einer starken Anwendungs- und Bildungskompetenz“, betonen der Kanzler der RWTH Aachen University Manfred Nettekoven und Professor Dr. Thomas Gries, Leiter des ITA.

„Die Nähe zwischen Wirtschaft sowie Bildungs- und Hochschuleinrichtungen ist weltweit einmalig. Das ist die Basis für diese wettbewerbsfähige Modellproduktion in der Textile City Mönchengladbach“, ergänzen Rolf Königs, Präsident des Verbands der Rheinischen Textil- und Bekleidungsindustrie, Dr. Walter Erasmy, Geschäftsführer des Verbands der Nordwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie und Hans Wilhelm Reiners, Oberbürgermeister der Stadt Mönchengladbach.

Die Textilfabrik der Zukunft ist anwendungsnah, transferorientiert, vernetzt, nachhaltig und transparent. Megathemen der Gegenwart wie Erneuerbare Energieselbstversorgung, Zero-Emission, Biotechnologie, Künstliche Intelligenz und Robotik sollen dort in Modulen abgebildet werden. Der Aufbau des Projekts soll bis 2025 erfolgen. Durch das Ausstrahlen in andere Branchen werden anschließend bis zum Ende des Braunkohletagesbaus im Jahr 2035 bis zu 2500 Arbeitsplätze erwartet.

Der jetzt unterzeichnete Vertrag zur Governance des Projekts verpflichtet die Partner, sich nachhaltig zu dem Großprojekt zu bekennen und die weiteren Planungen bis zu einem Projektantrag voranzutreiben. Es ist ein erster Schritt auf dem Weg in die Zukunft des Rheinischen Reviers.

Foto: Partner für die textile Modellfabrik 7.0. (vl.n.r.): Prof. Dr. Thomas Gries (RWTH Aachen), Dr. Ulrich Schückhaus (WFMG), Dr. Thomas Grünewald (HSNR), Manfred Nettekoven (RWTH), David Bongartz (WFMG), Prof. Dr. Maike Rabe (HSNR), Rolf Königs (Verband der Rheinischen Textil- und Bekleidungsindustrie), Dr. Walter Erasmy (Verband der Nordwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie), Hans Wilhelm Reiners (Oberbürgermeister MG), Detlef Braun (Textilakademie) und Prof. Dr. Wolfgang Kleinebrink (Verband der Rheinischen Textil- und Bekleidungsindustrie).

• Gemeinschaftlicher Antrag von TUD und RWTH Aachen

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat am 29. Mai entschieden, den Sonderforschungsbereich (SFB)/Transregio 280 „Carbonbeton“ an der Technischen Universität Dresden, kurz TUD, und RWTH Aachen mit Beteiligung des Instituts für Textiltechnik, kurz ITA, durch 12 Millionen Euro in den kommenden vier Jahren zu fördern.

Der SFB/Transregio 280 „Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen - Grundlagen für eine neue Art zu bauen“ bricht damit, wie bisher traditionell Stahlbetonwerke entworfen wurden. Die wechselseitige Abhängigkeit von Bewehrung und Matrix wird tiefgehend untersucht und eine komplett neue Entwurfs- und Konstruktionsstrategie für das Bauen mit Carbonbeton entwickelt.

Carbonbeton ermöglicht vollkommen neue Design- und Konstruktionsmöglichkeiten im Bauwesen. Grund dafür sind seine sehr hohe Festigkeit sowie die Möglichkeit einer sehr geringen Betonüberdeckung von nur wenigen Millimetern, da Carbon im Gegensatz zu Baustahl nicht rostet. Der erfolgreiche Einsatz des neuen Materials, das 2016 mit dem deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet wurde, erfordert aber vollkommen neue Konstruktions- und Fertigungsstrategien, die im SFB/Transregio 280 untersucht werden.

Bislang werden Textilbewehrungen vor der Bauteilherstellung beschichtet und ausgehärtet. Dieses Verfahren wird als Offline-Konsolidierung bezeichnet. Diese steifen Halbzeuge eignen sich nicht zur Herstellung komplexer Bauteile auf Basis neuer, digitaler und kontinuierlicher Fertigungsprozesse (unter anderem 3D-Betondruck und Betonextrusion). Das ITA untersucht daher im Teilprojekt B02 des SFB/Transregio, wie Umform- und Konsolidierungsschritte durch Prepregsysteme in den Betonageprozess gezielt zeitlich verschoben werden und innerhalb der neuen digitalen kontinuierlichen Fertigungsprozesse angewendet werden können. Neben etablierten Aushärtemechanismen wie zum Beispiel durch Wärme oder UV-Strahlung werden auch neue Ansätze erforscht. Zu diesen neuen Ansätzen gehören beispielsweise die Aktivierung über die Alkalität des Betons, Mikrowellen und Induktion.

Die TUD und RWTH Aachen erhielten den Förderzuschlag aufgrund langjähriger Erfahrung in dem Forschungsgebiet Textilbeton. Der Werkstoff Textilbeton wurde in zwei Sonderforschungsbereichen an beiden Universitäten von 1999-2011 entwickelt und erstmals grundlegend erforscht.

In den SFB/Transregio 280 sind 19 einzelne Institute involviert. Sprecher der TUD ist Professor Dr. Manfred Curbach, Sprecher der RWTH ist Professor Dr. Josef Hegger.