Aus der Branche

Seit dem 01.03.2024 ist das Technikum des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) mit einem weiteren, weltweit einzigartigen Wickler ausgestattet.
 
Der Wickler des Herstellers Comoli Fermo S.r.l., Paruzzaro, Italien, ermöglicht die Entwicklung elastischer Garne für zahlreiche und innovative Anwendungsbereiche. Mono- und Multifilamentgarne können in einem Geschwindigkeitsbereich von 100 bis 3.200 m/min auf Hülsen mit einer industriellen Standardgröße von 73,6 mm x 83,8 mm x 115,5 mm gesponnen werden.

Der Einsatz dieser Spulen ermöglicht eine unmittelbare Weiterverarbeitung entlang der textilen Prozesskette, zum Beispiel zur Herstellung elastischer Kombinationsgarne oder in Strickereien. Durch die hohe Flexibilität dieses Wicklers in Kombination mit den am ITA vorhandenen Spinnanlagen sind Versuche mit Materialmengen von wenigen hundert Gramm bis zu mehreren hundert Kilogramm möglich.

Der Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik der Hochschule Niederrhein präsentierte sich im Juni auf der größten internationalen Fachmesse für Textilmaschinen ITMA in Mailand. Knapp 40 Mitarbeitende und Professorinnen und Professoren des Fachbereichs waren als Ansprechpartner für die Industrie vor Ort. Sie präsentierten sich mit Fokus auf nachhaltige und innovative Lösungen und als Netzwerk für zukünftige Fachkräfte.

Darüber hinaus bekamen 100 Studierende die Gelegenheit nach Mailand zu fahren. Unterstützt wurde die Exkursion vom Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA). Auf der Messe konnten die Studierenden in kürzester Zeit einen sehr guten Gesamteindruck der vielfältigen textilen Produktionskette gewinnen und branchenführende Unternehmen kennenlernen.

Der Messestand erzielte mit täglich wechselnden Exponaten - vielfach Abschlussprojekte der Studierenden des Fachbereichs sowie Prototypen aus Forschungsprojekten - und einer digitalen Ankleidekabine des Forschungsprojektes 5GARderobe positive Resonanz und hohe Besucherzahlen. Mit eigens an der Hochschule hergestellten Produkten zeigte der Messestand einen Einblick in die vorhandenen Möglichkeiten des Fachbereichs und stellte dabei innovative Lösungs- und Forschungsansätze für die Industrie vor.

In Zusammenarbeit mit dem Unternehmen manaomea gestaltete die Hochschule ein kreatives Give-Away in Form eines Kugelschreibers aus Textilabfällen und -resten des Fachbereichs, welche den nachhaltigen Ansatz der Hochschule unterstreichen.

Der Fachbereich präsentierte sich neben dem Messestand mit Fachvorträgen als kompetenter Ansprechpartner in der Forschung und Entwicklung. Das Team um Professorin Dr. Monika Eigenstetter war mit einem Vortrag beim ITMA Textile Colourants and Chemicals Forum vertreten. Evelyn Lempa und Aslihan Memisoglu gaben mit Ihrem Vortrag ‚Innovative Finishing Processes and an Effective Chemicals Management for a Safe and Sustainable Textile Industry‘ Einblicke in ein Deutsch-Indonesische Nachhaltigkeitsprojekt. Alexandra Glogowsky präsentierte mit ‚Use of 3D printing technology for the production of thin layers. Digital coating of textiles.’ aktuelle Forschungsentwicklungen im Bereich 3D-Druck auf Textil im ITMA Innovator Xchange Forum.

In einer Pressekonferenz präsentierten Professorin Dr. Maike Rabe (Forschungsinstitut für Textil- und Bekleidung der Hochschule Niederrhein, FTB) und Sina Borczyk (Wirtschaftsförderung Mönchengladbach GmbH) die geplante Textilfabrik 7.0. T7 ist ein Gemeinschaftsprojekt des FTB, des Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, des Verbandes der Nordwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie sowie des Verbandes der Rheinischen Textil- und Bekleidungsindustrie, mit der Textilakademie NRW sowie der WFMG für die Stadt Mönchengladbach. Während der Messe wurde die Hochschule Niederrhein in der Generalversammlung der AUTEX (Association of Universities for Textiles) als ordentliches Mitglied begrüßt.

Vom 25. bis 27. April 2023 wird das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden bei der JEC auf dem Gemeinschaftsstand SACHSEN! auf dem Messegelände Paris-Nord Villepinte vertreten sein.

Das ITM wird den Besuchern der JEC einen umfassenden Einblick in aktuelle Arbeiten auf dem Gebiet der Maschinen- und Produktentwicklungen entlang der gesamten textilen Prozesskette geben.
Als Highlight auf der Messe werden neuartige maßgeschneiderte Kern-Insert-Strukturen, sog. Customised Connective Cores (CCC), vorgestellt. Sie werden additiv aus zellularem Metall und einem formschlüssig integrierten Insert hergestellt. Die CCCs können als Patch oder vollflächiges Kernmaterial direkt in konventionelle Leichtbauplatten integriert werden und haben im Vergleich zum Stand der Technik ein grundlegend besseres Tragverhalten (insb. 4-fache Tragfähigkeit und ausfallsicheres Verhalten). Damit stehen völlig neue Befestigungskonzepte für Leichtbauplatten zur Verfügung.

Ein weiteres Highlight auf der Messe stellt das am ITM entwickelte Reparaturverfahren für Faserverbundwerkstoffe (FKV) dar. Statt den Reparaturbereich mechanisch-schleifend auszuarbeiten wird die Matrix im Reparaturbereich mithilfe eines UV-strahlungsinduzierten Depolymerisationsverfahrens aufgelöst. Defekte Fasern können so durch einen maßgeschneiderten Reparaturpatch ausgetauscht werden. Freie Fadenenden an den textilen Reparaturpatches werden mithilfe eines angepassten Splice-Verfahrens mit den UV-freigelegten Fadenenden im Reparaturbereich verbunden. So kann gegenüber dem Stand der Technik eine sehr saubere, vereinfachte und mechanisch verbesserte Reparaturstelle generiert werden.

Vielfältige Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet, werden ebenso vorgestellt. 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 moderner Simulationsmethoden auf dem Gebiet der Textiltechnik.

Am ITM konnte weiterhin ein innovatives Verfahren zur integralen Fertigung endlosfaserverstärkter 3D-Schale-Rippen-Verstärkungsstrukturen mit komplex angeordneten Versteifungselementen in 0°-, 90°- sowie in ± 45°-Ausrichtung entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden. Durch die prozessintegrierte Strukturfixierung und die kontinuierliche, durchgängige Faserverstärkung zwischen Schale und Rippenstruktur eignen sich die 3D-Preforms hervorragend für die Herstellung hochbelastbarer FKV-Bauteile mit gesteigerter Biegesteifigkeit, die zur JEC präsentiert werden. So kann das Leichtbaupotenzial von Hochleistungsfasern vollumfänglich ausgenutzt werden.

Ein erfolgreich etablierter Entwicklungsschwerpunkt sind partiell fließfähige 2D-Textilstrukturen, die kontinuierlich in einem Verarbeitungsprozess gefertigt werden. Am ITM wurde dazu simulationsgestützt die gesamte Prozesskette entwickelt, die eine kostengünstige und großserientaugliche Herstellung lasttragender 3D-FKV-Bauteile mit durchgehender Faserverstärkung zwischen Schale und Rippe durch Thermopressen erlaubt.

Auf der JEC 2023 stellt das ITM auch ein Exponat aus dem Bereich des textilen Bauens vor. Dabei handelt es sich um einen partiell einbetonierten textilen Netzgitterträger, der mittels einer innovativen textilen Fertigungstechnologie auf Basis der am ITM verfügbaren Multiaxial-Kettenwirktechnik, in Kooperation mit dem Institut für Massivbau der TU Dresden, hergestellt wurde. Durch die Entwicklung eines individuellen Kettfadenzulieferungs-, -versatz und -abzugssystems sowie anforderungsgerechter Umformmethoden, können nun maßgeschneiderte textile Halbzeuge bspw. zur Anwendung in Wand- und Deckentafeln her-gestellt werden. Diese Netzgitterträger stellen eine ressourcenschonende Alternative zu konventionellen Stahlgitterträger dar, aufgrund des reduzierten Betondeckungsbedarfs sowie einem zusätzlichen Hohlraum für die Medien- und Kabelführung.

Die Integration von textilen Aktoren und Sensoren in FKV ermöglicht zusätzliche Funktionalitäten der Strukturen. Am ITM werden solche interaktiven Textilien mit diversen Matrixmaterialien, wie Duroplast-, Elastomer- sowie Beton-Matrixsysteme, für die Strukturüberwachung oder für adaptive Systeme intensiv erforscht.

Weiterhin wird am ITM die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Garnkonstruktionen aus recy-celten Hochleistungsfasern (z. B. rCF, rGF, rAR) für nachhaltige Verbundwerkstoffe erfolgreich vorange-trieben. Mit einer am ITM entwickelten Spezialkrempelanlage werden recycelte Fasern aufgelöst, vereinzelt und zu einem breiten gleichmäßigen Band zusammengeführt. Anschließend können daraus auf Basis verschiedener Spinntechnologien neuartige Hybridgarnkonstruktionen aus gleichmäßig vermischten recycelten Hochleistungs- und Thermoplastfasern mit variierbaren Faservolumenanteilen für skalierbare Verbundeigenschaften gefertigt werden. Ausgewählte Garnkonstruktionen und daraus gefertigte Bauteile werden den Besuchern der JEC präsentiert.

• Formel 1-Fahrzeuge werden in Zukunft günstiger

Carbon ist der Stoff, aus dem bei Formel 1-Fahrzeuge häufig die Karosserie hergestellt wird. Bislang ist Carbon teuer. Es kann günstiger und effizienter hergestellt werden, wenn künstliche Intelligenz die Produktionsprozesse überwacht. Ein Kamerasystem kombiniert mit künstlicher Intelligenz erkennt automatisch Fehler in der Herstellung von Carbonfasern. Damit wird eine teure manuelle Kontrolle der Carbonfasern hinfällig und der Herstellungspreis der Carbonfaser kann nachhaltig reduziert wenden.

Für diese Idee erhielt der Nachwuchsingenieur Deniz Sinan Yesilyurt am 6. Dezember den zweiten Preis des Nachwuchspreises „Digitalisierung im Maschinenbau“.

Carbonfasern sind wegen ihrer guten Eigenschaften begehrt. Sie sind sehr leicht – sie wiegen bis zu 50 Prozent weniger als Aluminium. Die Kombination aus geringem Gewicht und guten mechanischen Eigenschaften bietet viele Vorteile. Gerade in Zeiten der Energiewende sind Leichtbaumaterialien wie Carbon so relevant wie nie zuvor. Gleichzeitig sind Carbonfasern so widerstandsfähig gegen äußere Belastungen wie Metalle. Diese guten Eigenschaften von Carbonfasern zu erreichen, ist aufwändig.

Bis zu 300 einzelne Faserstränge –Bündel von einzelnen Fasern - müssen während der Herstellung gleichzeitig überwacht werden. Wenn Carbonfasern reißen, kostet es Zeit und Geld, die beschädigten Fasern auszusortieren. Dies ist nur ein Beispiel für verschiedene Fehler, die bei den Fasern während der Produktion auftreten können.

Deshalb brachte Deniz Sinan Yesilyurt eine Kamera an der Carbonfaseranlage an, die Bilder verschiedener Faserfehler während der Produktion aufnimmt und in einer Datenbank sammelt. Die künstliche Intelligenz im Informationstechnologiesystem der Kamera wertet die Faserfehler aus, indem sie die Bildaufnahmen vorgegebenen Referenzfehlern zuordnet. Dabei erkennt sie verschiedene Faserfehler mit einer Zuordnungsgenauigkeit von 99 Prozent. Der Prozess kann auch für andere Bereiche eingesetzt werden, die chemische Fasern herstellen.

Deniz Sinan Yesilyurt erhielt den Preis vom Verband für Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) in Frankfurt am Main. Er ist Bachelorabsolvent am Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen. Der vollständige Titel seiner Bachelorarbeit: „Entwicklung einer Kl-gestützten Prozessüberwachung unter Verwendung von Machine Learning zur Erkennung von Faserbeschädigungen im Stabilisierungsprozess“.
Der VDMA zeichnete insgesamt vier Abschlussarbeiten unterschiedlicher Hochschulen mit dem Preis aus. Der Preis wird für herausragende Abschlussarbeiten verliehen und wurde in Deutschland, Österreich und der Schweiz ausgeschrieben.

Der Förderpreis 2002 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA für die beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaus wurde im Juni 2022 auf der Techtextil in Frankfurt am Main an einen Nachwuchsingenieur des ITA Instituts für Textiltechnik Aachen vergeben. Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verlieh den Preis auf dem VDMA-Messestand.

Felix Xaver Zerbes, M.Sc., wurde für seine am ITA erarbeitete Masterarbeit „Entwicklung und Konstruktion einer Aussonderungseinheit für Schussgarne beim Luftdüsenweben“ mit dem mit 3.500 EUR dotierten „Förderpreis beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ ausgezeichnet.

Gegenstand der Masterarbeit war die Entwicklung eines Mechanismus, mit dem Fehlerstellen im Schussgarn aussortiert werden können, bevor sie ins Textil eingewoben werden. Auf diese Weise können sowohl garnbedingte Schuss- als auch Materialfehler drastisch reduziert werden. Der von Zerbes entwickelte Prototyp zeigt, auf welche Weise dies sogar während des laufenden Webprozesses geschehen kann, ohne die Produktion anhalten zu müssen. Durch ihren modularen Aufbau kann die Aussonderungseinheit an vielen verschiedenen Typen von Luftdüsenwebmaschinen nachgerüstet werden, was ein enormes Einsparpotenzial nicht nur in Deutschland, sondern in Webereien weltweit darstellt.