Aus der Branche

Auf der Techtextil India 2023 informiert die Division Polymer Processing Solutions des Schweizer Oerlikon Konzerns über neue Anwendungen, spezielle Prozesse und nachhaltige Lösungen rund um die Produktion von technischen Textilien. Vom 12. bis 14. September 2023 stehen auf dem Jio World Convention Centre (JWCC) in Mumbai Airbags, Sicherheitsgurte und Reifencord, aber auch Geotextilien und Filtervliesstoffe und ihre vielfältigen Anwendungen im Fokus der Gespräche.

Mehr Polyester für Airbags
Hauptsächlich bestehen die für Airbags verwendeten Garne aus Polyamid. Durch die immer vielfältiger werdenden Airbag-Anwendungen und auch die immer größer werdenden Systeme wird heute je nach Einsatzanforderungen und Kosten/Nutzen-Abwägung oft auch Polyester eingesetzt. Neben hoher Produktivität und geringem Energieverbrauch überzeugen die Technologien von Oerlikon Barmag besonders durch stabile Produktionsprozesse. Sie erfüllen alle hohen Qualitätsstandards für Airbags, die - wie fast alle anderen textilen Produkte im Fahrzeugbau - ein Höchstmaß an Sicherheit für die Insassen gewährleisten müssen - ohne Funktionsverlust klimaunabhängig für die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs.

Bitte anschnallen!
Sicherheitsgurte müssen Zugkräfte von mehr als drei Tonnen aushalten und sich gleichzeitig im Notfall kontrolliert dehnen, um die Belastung bei einem Aufprall zu verringern. Ein Sicherheitsgurt besteht aus etwa 300 Filamentgarnen, deren einzelne hochfeste Garnfäden aus rund 100 Einzelfilamenten gesponnen sind. „Für die Herstellung dieses Lebensretters und anderer Anwendungen aus Technisch Garn bieten wir mit unserer einzigartigen patentierten Single Filament Layer Technologie einen ebenso ausgeklügelten wie schonenden High Tenacity (HT)-Garn Prozess,“ erklärt André Wissenberg, Head of Marketing.

Verstärkung von Straßen mit Geotextilien
Niedrige Dehnung, ultrahohe Festigkeit, hohe Steifigkeit - technische Garne bieten hervorragende Eigenschaften für die anspruchsvollen Aufgaben der Geotextilien, z.B. als Geogitter im Tragschichtsystem unter dem Asphalt. Geotextilien haben üblicherweise extrem hohe Garntiter von bis zu 24.000 Denier. Anlagenkonzepte von Oerlikon Barmag stellen gleichzeitig drei Filamentgarne mit je 6.000 Denier her. Durch den hohen Spinntiter können weniger Garne kosten- und energieeffizienter auf den benötigten Geo-Garntiter zusammengefacht werden.

hycuTEC – Quantensprung bei Filtermedien
Mit der Hydrocharging Lösung hycuTEC bietet Oerlikon Neumag eine neue Technologie zur Aufladung von Vliesstoffen für eine Steigerung der Filtereffizienz auf über 99,99%. Für den Meltblownproduzenten bedeutet das eine 30%ige Materialeinsparung bei signifikant gesteigerter Filtrationsleistung. Beim Endverbraucher macht sich dies in einem Komfortgewinn durch den deutlich reduzierten Atemwider-stand bemerkbar. Mit einem bedeutend geringeren Wasser- und Energieverbrauch empfiehlt sich die Neuentwicklung darüber hinaus als zukunftsfähige, nachhaltige Technologie.

• Nachhaltige Infrastrukturlösungen, Sicherheit im Straßenverkehr und Gesundheitsschutz

Auf der diesjährigen Techtextil informiert Oerlikon Polymer Processing Solutions das Fachpublikum über neue Anwendungen, spezielle Prozesse und nachhaltige Lösungen rund um die Produktion von technischen Textilien. Unter anderem stellt das Unternehmen eine neue Technologie zur Aufladung von Vliesstoffen vor, die in punkto Qualität und Wirtschaftlichkeit neue Maßstäbe setzt. Vom 21. bis 24. Juni stehen in Halle 12.0 Airbags, Sicherheitsgurte und Reifencord, aber auch Geotextilien und Filtervliesstoffe und ihre vielfältigen Anwendungen im Fokus der Gespräche.

Mehr Polyester für Airbags
Airbags sind aus dem mobilen Alltag nicht mehr wegzudenken. Hauptsächlich bestehen die verwendeten Garne aus Polyamid. Durch die immer vielfältiger werdenden Airbag-Anwendungen und auch die immer größer werdenden Systeme wird heute je nach Einsatzanforderungen und Kosten/Nutzen-Abwägung oft auch Polyester eingesetzt. Vor diesem Hintergrund leisten die Technologien von Oerlikon Barmag einen wertvollen Beitrag. Neben hoher Produktivität und geringem Energieverbrauch überzeugen sie besonders durch stabile Produktionsprozesse. Darüber hinaus erfüllen sie alle hohen Qualitätsstandards für Airbags, die - wie fast alle anderen textilen Produkte im Fahrzeugbau - ein Höchstmaß an Sicherheit für die Insassen gewährleisten müssen. Und das ohne Funktionsverlust bei jedem Klima und überall auf der Welt für die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs.

Bitte anschnallen!
Sicherheitsgurte spielen eine entscheidende Rolle beim Schutz der Fahrzeuginsassen. Sie müssen Zugkräfte von mehr als drei Tonnen aushalten und sich gleichzeitig im Notfall kontrolliert dehnen, um die Belastung bei einem Aufprall zu verringern. Ein Sicherheitsgurt besteht aus etwa 300 Filamentgarnen, deren einzelne hochfeste Garnfäden aus rund 100 Einzelfilamenten gesponnen sind.

Unsichtbar, aber unverzichtbar - Verstärkung von Straßen mit Geotextilien
Aber nicht nur im Auto, auch darunter entfalten technisch Garne ihre Vorteile. Niedrige Dehnung, ultrahohe Festigkeit, hohe Steifigkeit - technische Garne bieten hervorragende Eigenschaften für die anspruchsvollen Aufgaben der Geotextilien, z.B. als Geogitter im Tragschichtsystem unter dem Asphalt. Geotextilien haben üblicherweise extrem hohe Garntiter von bis zu 24.000 Denier. Anlagenkonzepte von Oerlikon Barmag stellen gleichzeitig drei Filamentgarne mit je 6.000 Denier her. Durch den hohen Spinntiter können weniger Garne kosten- und energieeffizienter auf den benötigten Geo-Garntiter zusammengefacht werden.

hycuTEC – technologischer Quantensprung bei Filtermedien
Mit der Hydrocharging Lösung hycuTEC bietet Oerlikon Neumag eine neue Technologie zur Aufladung von Vliesstoffen für eine Steigerung der Filtereffizienz auf über 99,99%. Für den Meltblownproduzenten bedeutet das eine 30%ige Materialeinsparung bei signifikant gesteigerter Filtrationsleistung. Beim Endverbraucher macht sich dies in einem Komfortgewinn durch den deutlich reduzierten Atemwiderstand bemerkbar. Mit einem bedeutend geringeren Wasser- und Energieverbrauch empfiehlt sich die Neuentwicklung darüber hinaus als zukunftsfähige, nachhaltige Technologie.

Neues Hightech Stapelfaser Technikum
Auf rund 2.100 m2 wurde bei Oerlikon Neumag in Neumünster eines der weltweit größten Stapelfaser Technika errichtet. Ab sofort stehen die state-of-the-art Stapelfaser Technologien auch für kundenindividuelle Versuche zur Verfügung.

Bei der Planung und Auslegung des Technikums stand die Optimierung von Komponenten und Prozessen im Fokus. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf eine einfache und zuverlässige Übertragung von Prozess- und Produktionsparametern der Technikumsanlage auf Produktionsanlagen gelegt. So ist der Aufbau der Faserbandstraße modular gestaltet. Alle Komponenten können variable miteinander kombiniert werden. Umfangreiche Set-up Möglichkeiten liefern detaillierte Erkenntnisse für den jeweiligen Prozess unterschiedlicher Faserprodukte.

Das Technikum ist außerdem mit zwei Spinnpositionen für Mono- und Bikomponenten Prozesse ausgestattet. Für beide Prozesse werden die gleichen, runden Spinnpakete eingesetzt, die sich durch sehr gute Faserqualitäten und -eigenschaften auszeichnen und mittlerweile auch in allen Oerlikon Neumag Produktionsanlagen mit großem Erfolg eingesetzt werden. Zusätzlich wird die Spinnerei noch um Automatisierungslösungen, wie beispielsweise Düsenwischroboter, ergänzt.

• Innovation beginnt mit Kreativität
• Ein Pionier der Chemiefaserindustrie

Als vor einem Jahrhundert die Ära der Chemiefaserindustrie begann, leistete auch ein deutsches Unternehmen Pionierarbeit. Die 1922 gegründete Barmag zählte zu den weltweit ersten Unternehmen, die Maschinen zur Großfertigung synthetischer Spinnfasern konstruierten. Bis heute prägt der führende Hersteller von Chemiefaser- Spinnanlagen und -Texturiermaschinen aus Remscheid, seit 2007 eine Marke des Schweizer Oerlikon-Konzerns, den technologischen Fortschritt in seiner Branche – in Zukunft immer mehr mit Innovationen rund um Nachhaltigkeit und Digitalisierung.

Am 27. März 1922 wird im bergischen Barmen die Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft (Barmag)  aus der Taufe gehoben. Die deutschen und holländischen Gründer begeben sich damit auf technologisches Neuland, entstanden durch eine bahnbrechende Erfindung. 1884 erschuf der französische Chemiker Graf Hilaire Bernigaud de Chardonnet aus Nitrozellulose die sogenannte Kunstseide, später als Rayon bekannt. In den folgenden Jahrzehnten beginnt eine rasante Entwicklung auf der Suche nach synthetischen Spinnstoffen und ihren Fertigungstechnologien. Als eine der ersten Maschinenfabriken kämpft sich Barmag durch diese ereignisreiche Frühzeit der Chemiefaserindustrie, durch „Goldene Zwanziger“ und Weltwirtschaftskrise, und erleidet die weitgehende Zerstörung ihrer Werke Ende des Zweiten Weltkriegs. Der Wiederaufbau gelingt. Mit der unaufhaltsamen Erfolgsstory rein synthetischer Kunststofffasern wie etwa Polyamid blüht das Unternehmen in den 1950er- bis 1970er-Jahren auf, errichtet Standorte in allen internationalen, für die damalige Textilindustrie wichtigen Industrieregionen und erlangt Weltgeltung. Im Auf und Ab von Expansion, globalem Wettbewerb und Krisenzeiten erringt Barmag eine Spitzenposition im Markt und wird zum bevorzugten Partner für den technologischen Aufbau der Chemiefaserindustrie Chinas, Indiens und der Türkei. Seit 2007 agiert das Unternehmen als starke Marke unter dem Dach des Oerlikon- Konzerns.

Auf den Flügeln der Innovation
Heute ist Oerlikon Barmag ein führender Anbieter für Chemiefaser-Filamentspinnanlagen sowie - Texturiermaschinen und Teil des Geschäftsbereichs Manmade Fibers Solutions in der Oerlikon Division Polymer Processing Solutions. Und der Anspruch ist nicht kleiner geworden: „Das Streben nach Innovation und technologischer Führerschaft war, ist und wird immer Teil unserer DNA sein“, betont Georg Stausberg, CEO Oerlikon Polymer Processing Solutions. Sichtbar wurde dies in der Vergangenheit an wegweisenden Neuerungen wie der revolutionären Wickler-Generation WINGS für POY im Jahr 2007 und WINGS für FDY dann in 2012. In der Gegenwart steht die Neu- und Weiterentwicklung im Zeichen von Digitalisierung und Nachhaltigkeit. So realisiert Oerlikon Barmag seit Ende des letzten Jahrzehnts als einer der ersten Anlagenhersteller weltweit voll vernetzte Smart Factories für die weltweit führenden Polyesterhersteller. Digitale Lösungen und Automatisierung helfen auch hier, mehr Klima- und Umweltverträglichkeit zu erreichen. Dieses Nachhaltigkeitsengagement manifestiert sich nicht nur im bereits 2004 eingeführten e-save Label für alle Produkte: Bis 2030 will Oerlikon an allen Standorten auch CO2-neutral werden und seine Energie ausschließlich aus erneuerbaren Quellen gewinnen. Ein ehrgeiziges Ziel, bei dessen Umsetzung das Oerlikon Barmag-Jubiläum helfen kann, so Georg Stausberg: „Innovation beginnt mit Kreativität. Und aus der Erinnerung an die Vergangenheit lässt sich viel Motivation für die Zukunft mitnehmen.

Im Rahmen eines Workshops der „RUDOLSTÄDTER KUNSTSTOFFTAGE“ stellte das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK) am 4. November 2021 eine wichtige Neuinvestition vor: eine Anlage für den pulverbasierten 3D-Druck. Damit können die Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Additiven Fertigung deutlich ausgebaut werden. Das Druckzentrum kostete knapp 250.000 Euro und wurde dank des Thüringer Corona-Sonderförderprogramms „FuE-Schub“ für wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen möglich.

Das am TITK ansässige 3D-Druck-Kompetenzzentrum Rudolstadt arbeitete bisher nur mit dem sogenannten FDM- bzw. FFF-Verfahren. Die Abkürzungen stehen für Fused Deposition Modeling bzw. Fused Filament Fabrication und beschreiben die schichtweise Herstellung eines Werkstücks aus einem schmelzfähigen Kunststoff. Dieser wird als Endlosfaden zugeführt. „Ausgehend von unserer Historie und der langjährigen textilen Kompetenz unseres Hauses haben wir zunächst nur Filamente für den 3D-Druck genutzt und erforscht“, erläutert Patrick Rhein, Leiter der Forschungsgruppe Additive Fertigung. „Mit der Anlage zum selektiven Lasersintern ist es uns jetzt möglich, auch thermoplastische Pulver einzusetzen und weiterzuentwickeln.“

Im Gegensatz zum filamentbasierten 3D-Druck nach FDM- bzw. FFF-Verfahren wird beim selektiven Lasersintern (SLS) ein Pulverbett angelegt und erhitzt. Laserstrahlen verschmelzen bzw. sintern das Material dann hochgenau und ebenfalls Schicht für Schicht. Da immer wieder ein neues Pulverbett darüber aufgetragen wird, sind hierbei keine zusätzlichen Stützmaterialien nötig, die man anschließend wieder herauslösen müsste. „Außerdem ist die Festigkeit der Produkte deutlich höher, sie können gleichmäßig Zugkräfte in alle Richtungen aufnehmen“, sagt Projektingenieur Henning Austmann.

In Sachen 3D-Druck kehrt damit endgültig Industriestandard am TITK ein, der sich nicht nur zur Prototypenentwicklung, sondern auch für den Nachweis einer Prozessfähigkeit eignet. Mit der SLS-Anlage lassen sich Teile mit einer Kantenlänge von bis zu 45 Zentimetern herstellen. Zudem werden technisch relevantere Werkstoffe verarbeitet, so etwa Polypropylen (PP), Polyamid (PA) oder Thermoplastische Polyurethane (TPU), während man vom filamentbasierten Druck vor allem amorphe Werkstoffe wie ABS und PLA kennt.

„Mit der neuen SLS-Anlage können wir unsere Arbeit nun thematisch erweitern“, sagt Teamleiter Patrick Rhein. Das Pulverdruck-Verfahren brauche zwar in der Regel eine längere Vorbereitung, sei aber letztlich deutlich schneller. Zudem handele es sich beim Druckzentrum am TITK um eine offene Anlage, das heißt sämtliche Parameter können selbst bestimmt und voreingestellt werden. „So haben wir alle Möglichkeiten, um gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft neue Materialien zu entwickeln und zu erproben“, freut sich Rhein. Denn das Angebot an Ausgangsstoffen für das Pulverdruckverfahren sei aktuell noch recht überschaubar. In Forschungskooperationen sollen nun beispielsweise Zusatzstoffe für Pulverisierungsverfahren getestet werden, um bei der additiven Fertigung etwa eine höhere Wärme- oder elektrische Leitfähigkeit sowie Flammschutz oder verbesserte Steifigkeit zu erzielen.

Passend zu den neuen technischen Möglichkeiten am TITK stellte am 4. November auch der Workshop die Vor- und Nachteile von filamentbasiertem und pulverbasiertem 3D-Druck gegenüber. Mit an Bord waren diesmal renommierte Maschinenhersteller, Materialanbieter, Forschungseinrichtungen sowie Anwender aus der Industrie, die in acht Vorträgen die neuesten Entwicklungen aus der Branche vermittelten.