Aus der Branche

• ITA-Masterabsolvent gewinnt Hanns-Voith-Stiftungspreis 2023

Der Masterabsolvent Flávio André Marter Diniz des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA) entwickelte in seiner Masterarbeit ultradünne Poly-Ethylen (PE)-Carbonfasern mit einem 2-3mal kleineren Filament-Durchmesser als üblich. Dazu kann mit dem Einsatz von PE-basierten Precursoren der Carbonfaser-Preis zukünftig um 50 Prozent gesenkt werden und eröffnet damit vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten in Schlüsselbranchen wie Windkraft, Luft- und Raumfahrt und Automotive. Für diese bahnbrechende Entwicklung wurde Marter Diniz mit dem Hanns-Voith-Stiftungspreis in der Kategorie „Neue Werkstoffe“ ausgezeichnet. Der Preis ist mit 5.000 € Preisgeld dotiert.

Flávio André Marter Diniz gewann den Preis in der Kategorie „Neue Werkstoffe“ für seine Masterarbeit mit dem Titel „Untersuchung des Stabilisierungs- und Carbonisierungsprozesses für die Herstellung von ultra-dünnen polyethylenbasierten Carbonfasern“.

Der Einsatz von Carbonfasern in hochbeanspruchten Leichtbaulösungen wie z.B. den aktuellen Wachstumsanwendungen von Windkraftanlagen oder Drucktanks ist wegen hervorragender mechanischer Eigenschaften bei gleichzeitig geringer Dichte heute nicht mehr wegzudenken. Hohe Herstellkosten konventioneller PAN-Präkursor-basierter Carbonfasern machen den Werkstoff sehr kostenintensiv. Dazu ist er nicht ausreichend verfügbar. Neue Fertigungsansätze, die alternative Rohmaterialien und Herstellprozesse erarbeiten, können ein Schlüssel und Wachstumsmotor für weitere industrielle Composites Anwendungen sein.

Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines neuen und kostengünstigen Herstellprozesses für qualitativ hochwertige ultra-dünne Carbonfasern durch einen Polyethylen-Präkursor. Dazu sollte der heute zeitlich aufwändige Sulfonisierungsprozess deutlich verkürzt werden. Als Ergebnis stellte Marter Diniz neuartige ultra-dünne polyethylenbasierte Carbonfasern mit einem Filament-Durchmesser < 3 μm mit einer hervorragenden Oberflächenqualität der Fasern ohne erkennbare strukturelle Defekte her. Der Faserdurchmesser ist 2-3-mal kleiner als bei herkömmlichen PAN-basierten CF. Damit ist die Grundlage für mechanisch hochwertige Materialeigenschaften gegeben. Parallel konnte die Sulfonisierungsdauer um 25 Prozent gesenkt werden. Das entwickelte Material und die Technologie setzten wichtige Meilensteine auf dem Weg zu günstigeren Carbonfasern. Mit PE-basierten Precursoren kann der Preis von CF um 50 Prozent gesenkt werden, im Vergleich zu herkömmlichen PAN-basierten CF.

Insgesamt wurden fünf weitere Nachwuchswissenschaftler in sechs Kategorien (Antriebstechnik, Innovation & Technology/Künstliche Intelligenz, Neue Werkstoffe, Papier, Wasserkraft und Wirtschaftswissenschaften vergeben. Die Hanns-Voith-Stiftung hat in diesem Jahr zum 10. Mal herausragende Nachwuchswissenschaftler mit dem Hanns-Voith-Preis ausgezeichnet.

• Herr Dr.-Ing. Moniruddoza Md. Ashir vom ITM wurde am 12. Oktober 2021 für seine Dissertation "Entwicklung von neuartigen textilbasierten adaptiven Faserkunststoffverbunden mit Formgedächtnislegierungen“ mit dem Innovationspreis des Industrieclubs Sachsen 2020 ausgezeichnet.
• Der Preis ist mit 5.000 EUR dotiert und wird jährlich an einen Absolventen der TU Dresden verliehen.

Die Entscheidung zur Vergabe des Innovationspreises des Industrieclubs Sachsen 2020 erfolgte im Sommer 2021 durch ein Preisgericht. Die Verleihung des Innovationspreises erfolgte im Rahmen einer Veranstaltung des Industrieclubs Sachsen im Schloss Eckberg in Dresden am 12. Oktober 2021.

In der Dissertation werden alternative Ansätze auf Basis von innovativen textilbasierten adaptiven Faserkunststoffverbunden (FKV) mit strukturintegrierten Formgedächtnislegierungen konzipiert, umgesetzt, erprobt und im Vergleich mit konventionellen technischen Lösungen evaluiert. Daher galt es, eine Vielzahl bisher ungelöster konzeptioneller sowie textil- und materialspezifischer Fragestellungen zu bearbeiten und tiefgreifend zu analysieren. Hierzu zählen die Entwicklung neuartiger Ansätze und technologischer Lösungen sowohl zur reproduzierbaren Einstellung einer anforderungsgerechten Grenzschicht zwischen der Formgedächtnislegierung in Drahtform sowie dem umgebenden Faserverbundwerkstoff, als auch zur vollautomatischen Integration des textilverarbeitbaren Aktors in die Verstärkungsstruktur. Weitere Zielstellungen bestanden in der Ermittlung von Struktur-Funktionseigenschaftsbeziehungen, dem Nachweis der funktionalen Langzeitstabilität sowie der Konzeptionierung und Erprobung von industrierelevanten Funktionsdemonstratoren. Hier wurden adaptive FVK als bionisch inspirierter Flug-, Nachgiebigkeits-, Greif-, Spann-, gezielter Flüssigkeitssteuerungs-, Wisch- und Fortbewegungsmechanismus konzipiert. Diese Demonstratoren repräsentieren alle wesentlichen Funktionalitäten der adaptiven FVK-Kinematik und lassen sich leicht auf andere industrielle Anwendungsbereiche übertragen, wie z. B. die Flugzeug-, Automobil-, Medizin-, Soft-Robotik-, Bau- oder Industrietechnikbranche.

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erfolgten in enger Zusammenarbeit mit der Industrie, wie z. B. thoenes Dichtungstechnik GmbH und Elbe Flugzeugwerke GmbH und werden zukünftig am ITM intensiv fortgesetzt. Die neu entwickelte Technologie und Strukturen werden dem Leichtbau insbesondere als Knotenelemente für Rahmentragwerke im Fahrzeugbau, in der Luft- und Raumfahrt, im Maschinenbau sowie auch in der Architektur neue Impulse verleihen. Gegenwärtig wird forschungsseitig die Anwendung dieser Strukturen für medizinische Bereiche, insbesondere orthopädische oder prothetische Hilfsmittel, vorangetrieben.

Oliver Dawid wird ab März 2021 neuer Hauptgeschäftsführer des Wirtschafts- und Arbeitgeberverbands Südwesttextil. Er folgt damit Peter Haas, der den Verband nach fünf Jahren verlässt und als Hauptgeschäftsführer zum Baden-Württembergischen Handwerkstag wechselt.

Mit Dawid hat Südwesttextil einen erfahrenen Verbandsmanager gewinnen können. Der 53-jährige Rechtsanwalt und gebürtige Münchner ist direkt nach dem Jura-Studium an der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität ins Verbandsleben eingestiegen, zunächst als Alleingeschäftsführer der Südbayerischen Zahntechnikerinnung. Danach war er drei Jahre lang Hauptgeschäftsführer der Steuerberaterkammer München sowie zuletzt in selber Funktion beim Verband Privater Brauereien Bayern. Als Gründungsberater bzw. anwaltlicher Betreuer von gemeinnützigen Organisationen, Gesellschaften und Start-ups war er auch schon in Baden-Württemberg tätig. Dawid ist verheiratet und Vater zweier erwachsener Kinder.

Er übernimmt einen Verband mit gut 220 Mitgliedsunternehmen, die zusammen 24.000 Menschen beschäftigen und für 7 Milliarden Euro Umsatz stehen. Die Textil- und Bekleidungsindustrie ist Deutschlands zweitgrößte Konsumgüterindustrie und bei technischen Textilien Weltmarktführer. Südwesttextil vertritt die Interessen der Branche in Baden-Württemberg. Viele Mitglieder sind wichtige Zulieferer für die Autoindustrie, Luft- und Raumfahrt oder namhafte Hersteller von Mode oder medizinischen Textilien. Auch verhandelt Südwesttextil die Tarifverträge für seine tarifgebundenen Mitglieder, hier steigt Dawid mitten in einer laufenden Tarifrunde ein.

„Wir freuen uns, mit Herrn Dawid eine schnelle und sehr passende Nachfolgelösung gefunden zu haben, so dass der Staffelstab ohne Unterbrechung weitergegeben werden kann“, so Südwesttextil-Präsident Bodo Th. Bölzle. Dawid bringe umfangreiche Erfahrungen aus der Welt der Interessenvertretung mit.

„Ich freue mich sehr, dass das Präsidium von Südwesttextil mir diese verantwortungsvolle und spannende Aufgabe anvertraut. Als leidenschaftlicher Netzwerker bin ich neugierig auf die Menschen und Themen in der Mitgliedschaft, in der Textilindustrie insgesamt und in der politischen Szene Baden-Württembergs“, so Oliver Dawid.

Bölzle dankte dem Vorgänger Haas nochmals für dessen engagierte Arbeit und die gestemmten Projekte. „Peter Haas hat Südwesttextil spürbar nach vorne gebracht, und für die neue Aufgabe im Spitzenverband des Handwerks wünschen wir ihm jeden denkbaren Erfolg.“

Wenn der deutsche ESA-Astronaut Dr. Alexander Gerst am 6. Juni 2018 zu seiner „Horizons“ Mission zur Internationalen Raumstation ISS startet, erwarten ihn dort zahlreiche Experimente. Beim Projekt  Spacetex2 finden bekleidungsphysiologische Untersuchungen statt, die erstmals das Zusammenwirken von Körper, Bekleidung und Klima unter Schwerelosigkeit im Hinblick auf den Tragekomfort erforschen. Die Ergebnisse von Spacetex2 helfen, die Kleidung von Astronauten (sog. IVA-Kleidung „intra vehicular activity“, also Bekleidung, die innerhalb der ISS getragen wird) auch im Hinblick auf Langzeitmissionen wie  beispielsweise den geplanten bemannten Flug zum Mars in den 2030ern zu optimieren. Gemäß dem Missionsziel „Wissen für morgen“ liefert das Projekt zudem wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung neuer Funktionstextilien, die unter extremen klimatischen und physiologischen Bedingungen auch auf der Erde eingesetzt werden können. Unter dem Gesichtspunkt der globalen Erwärmung und des Klimawandels  erlangt dieser Aspekt immer mehr an Bedeutung.

„Alexander Gerst muss im All ganz schön schwitzen, um die Kühlleistung der Funktionsshirts zu aktivieren,“ schildert Projektleiter Dr. Jan Beringer von Hohenstein. Dass das Schwitzen in Schwerelosigkeit komplett anders als auf der Erde funktioniert, wurde 2014 beim Vorgängerprojekt Spacetex herausgefunden und ist eine für die Experimente günstige  Rahmenbedingung. Jan Beringer erklärt: „Der menschliche Körper gibt unter Belastung wie auf der Erde Wärme ab und versucht so, sich herunterzukühlen. Jedoch ist der Wärmeaustausch an der Körperoberfläche durch die Schwerelosigkeit verändert – der Wärmeverlust durch Konvektion ist im All nicht vorhanden. Bei körperlicher Aktivität kommt es daher schneller zu einem Hitzestau als auf der Erde. Die Folge davon ist, dass die Körperkerntemperatur schneller auf für die Gesundheit zu hohe Werte steigt. Es ist daher sehr wichtig, den Wärmeaustausch über die Verdunstungskühlung von Schweiß durch Kleidung aus entsprechenden Materialien zu optimieren.“

Für Alexander Gerst sind schweißtreibende Experimente für die Wissenschaft nichts Neues. Bereits bei der Mission „Blue Dot“ im Jahr 2014 lieferte er durch seinen Einsatz im All für das Vorgängerprojekt Spacetex wertvolle Erkenntnisse, die in die Weiterentwicklung der nun eigens für die ISS angefertigten Funktionsshirts eingeflossen sind. „Nun schlägt die  Stunde der Wahrheit – die Untersuchung der drei in ihrer Kühlleistung unterschiedlichen Shirts im Weltall. Wir sind schon sehr gespannt auf die Ergebnisse.“, freut sich Jan Beringer.

Lange müssen die  Projektpartner Hohenstein, Charité Universitätsmedizin Berlin, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Europäische Raumfahrt- Organisation (ESA) nicht auf neue Erkenntnisse warten: Bereits im Juni 2018 sind die Experimente im Rahmen von Spacetex2 anberaumt. Für Alexander Gerst bedeutet das, zusätzlich zu seinen ohnehin regelmäßig notwendigen Trainingseinheiten auf der ISS noch  sechs spezielle Trainings-Sessions mit den unterschiedlichen Funktionsshirts auf dem Ergometer oder dem Laufband zu absolvieren. Spezielle Sensoren des parallel dazu durchgeführten Experiments  „MetabolicSpace“ des Instituts für Luft und Raumfahrttechnik der TU Dresden, ein am Körper tragbares Analysesystem für Körper- und Stoffwechselfunktionen, liefern dabei Daten über Atemfluss, Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung. Auf diese Weise kann die Auswirkung der verschiedenen Funktionsshirts auf die Körpertemperatur, den Tragekomfort und die Leistungsfähigkeit im Einzelnen untersucht werden. Die Ergebnisse stehen den Wissenschaftlern schon kurze Zeit später per Daten-Downlink zur Erde zur Verfügung und können in die weitere Forschungsarbeit einfließen.