Aus der Branche

Die Heatable Capsule Collection 2.0 (HCC 2.0) von AlphaTauri in Kollaboration mit der Deutschen Telekom AG und der Schoeller Textil AG ist für den diesjährigen German Innovation Award nominiert.

Mit der Heatable Capsule Collection 2.0 setzt AlphaTauri die Zusammenarbeit mit der Deutschen Telekom und der Schoeller Textil AG nach dem erfolgreichen Launch der Heatable Capsule Collection 1.0 im Jahr 2020 fort. Kennzeichnend für die Heatable Capsule Collection 2.0 sind beheizbare Zonen, die sich per Knopfdruck, via App oder via Apple Watch aktivieren und auf eine exakte Wunschtemperatur einstellen lassen.

Die HCC 2.0 ergänzt die bereits bestehende HCC 1.0 um einen Trenchcoat für Damen und Herren sowie ein Unisex Commuter Jacket. Für die Heatable Capsule Collection bringt jeder Partner seine Kernkompetenz ein: AlphaTauri ist für die Produktentwicklung und das Kollektionsdesign verantwortlich, die Telekom für die Technologie inklusive der App. Die Schoeller Textil AG rundet die Zusammenarbeit mit der E-Soft-Shell Heiztechnologie und wärmedämmenden Stoffen, die in der Kollektion verwendet werden, ab.

„Unser Ziel ist es branchenübergreifend im Kollektiv innovative Lösungen mit einem neuartigen Mehrwert für den Endverbraucher zu schaffen. Die Heatable Capsule Collection 2.0 ist ein Beispiel dafür, dass Mode viel mehr ist und kann als nur Bekleidung“, so Ahmet Mercan, CEO AlphaTauri.

Mit dem German Innovation Award (GIA) zeichnet der Rat für Formgebung (German Design Council) jährlich branchenübergreifend Produkte, Technologien und Dienstleistungen aus, die neue innovative Wege gehen und Lösungen anbieten, die sich durch ihren Mehrwert für Nutzerinnen und Nutzer und die Umwelt hervorheben.

Es ist eine der beliebtesten Veranstaltungen am Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik der Hochschule Niederrhein: die Präsentation der Ergebnisse der Projektarbeiten aus dem fünften Semester. „Die Studierenden sammeln in dieser besonderen Lehrveranstaltung wertvolle Praxiserfahrung, da sie die Problemstellungen realer Auftraggeber unter industrienahen Bedingungen bearbeiten“, sagt Professorin Dr. Kerstin Zöll, Leiterin der Steuerungsgruppe.

14 Teams wurden nach dem Zufallsprinzip interdisziplinär und teilweise international zusammengestellt, das Projekt und der Auftraggeber zugelost. Die Ergebnisse zeigen, worauf im Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik besonderer Wert gelegt wird: Die Lösungen sind innovativ, smart, nachhaltig und ressourcenschonend. Viele Produkte können auf verschiedene Art modular genutzt oder nach Gebrauch weiterverwendet werden. Den ersten Platz belegte das von Epson Deutschland GmbH unterstützte Projekt „Multifunktionales Outfit für Kinder für einen sicheren Schulweg“.

Da Kinder auf ihrem Schulweg besonders in der dunklen Winterjahreszeit einigen Gefahren ausgesetzt sind, hat das Projektteam eine Outdoorjacke mit passenden Accessoires entworfen, die durch leuchtende und fluoreszierende Farben für mehr Sichtbarkeit sorgt. „Warnwesten werden von Kindern eher ungern getragen“, sagt Andreas Stephan, Manager Business Development Commercial & Industrial Printing bei Epson. So führten die Studierenden Umfragen mit Grundschulkindern durch und entwarfen daraufhin ein zeitloses genderneutrales Design mit bunten Monstern (den „Loumis“) und einem dunklen, schlichten Reflektorstoff.

Andere Studierende beschäftigten sich mit einer innovativen und nachhaltigen Lösung zur Unterstützung der Interaktion von Fans im Stadion von Fußball-Bundesligist Borussia Mönchengladbach. Auftraggeber war der Elektrofachgroßhandel Sonepar Deutschland GmbH. Entstanden ist eine Weste aus nachhaltigen Materialien mit einer besonderen Funktion. Die Lautstärke des Torjubels wird durch einen Mikrofonsensor in der Weste in Vibration umgewandelt, die im Schulterbereich spürbar ist. Das gesamte Projekt steht unter dem Ansatz, ob die Weste mit ihrer Vibration dazu beiträgt, dass schwerhörige beziehungsweise gehörlose Menschen intensiver am Spielgeschehen teilhaben.

Eine Hommage an das Ruhrgebiet entstand mit einer Modekollektion zum Thema „Schlackenritter“. Themensteller war die thyssenkrupp AG. Der Fokus lag auf Nachhaltigkeit und dem thematischen Bezug zum Ruhrpott. Inspiration war die Arbeitskleidung der Schlackenritter, Männer, die in langen, meist silbernen Schutzmänteln, am Hochofen arbeiten. Die moderne, stylische, dem Ruhrpott und seiner Industrie gewidmete Kollektion besteht aus sieben Teilen: einem Hoodie, einer Cargo Hose, einer Jeans Hose, zwei T-Shirts, einem Hemd und einer Tasche. Wobei diese zumeist sowohl für Frauen als auch für Männer als Unisex ready-to-wear sind.

Zu den Klängen von Scott McKenzies Hit „San Francisco“ aus dem Jahr 1967 präsentierte ein Projektteam eine Innenausstattung für einen Estafette Camper aus demselben Jahr. Angelehnt an die Flower-Power-Zeit fanden mittels Textildruck viele Orangetöne Einzug in das von der Firma Multiplot Europe GmbH zur Verfügung gestellte Fahrzeug. Angereichert wurde es mit besonderen Features wie einer Beamer-Leinwand, die gleichzeitig auch als Sonnensegel genutzt werden kann.

Eine neue Kältekammer am Hauptsitz in Winterthur, Schweiz, ermöglicht es Autoneum künftig, Simulations- und Ingenieurdienstleistungen im Wärmemanagement von Fahrzeugen zu optimieren und an die veränderten thermischen Anforderungen von Elektrofahrzeugen anzupassen.

Die fehlende Abwärme des Verbrennungsmotors in Elektroautos sowie die Auswirkungen der Außentemperatur auf die Leistung und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien verändern die Anforderungen an das Wärmemanagement von Fahrzeugen. Darüber hinaus wird die Energie aus der Batterie nicht nur für den Antrieb des E-Motors, sondern auch für das Wärmemanagement der Batterie selbst sowie für die Erwärmung und Kühlung des Fahrzeuginnenraums mithilfe der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage verwendet. Um den thermischen Komfort der Insassen zu erhöhen und gleichzeitig eine optimale Batterieleistung sicherzustellen, Energie zu sparen und damit die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen, legen Autohersteller zunehmend Wert auf ein effizientes Gesamtwärmemanagement.

Die Kammer ermöglicht es, sowohl das subjektive Wärmeempfinden der Insassen als auch die Leistung von Komponenten und ganzen Fahrzeugen unter kontrollierten Temperaturbedingungen von bis zu minus 20 Grad Celsius zu testen. Die durchgeführten Tests zeigen, wie bestehende isolierende Komponenten – beispielsweise Batterieunterschilder, Teppiche oder Innenverkleidungen - optimiert werden müssen, um das Wärmemanagement der Batterie und des Fahrzeuginnenraums weiter zu verbessern. Sie liefern ebenso wertvolle Erkenntnisse im Hinblick auf die Entwicklung und Optimierung von beheizten Oberflächen wie Fußmatten oder Türverkleidungen, um die thermischen Gesamtleistung und den Fahrerkomfort von Elektrofahrzeugen zu verbessern.

• Welt-Thrombose-Tag am 13. Oktober
• BVMed: „Evidenz für mechanische Thromboseprophylaxe einbeziehen“

Die Lungenembolie ist eine der häufigsten tödlichen Herz-Kreislauf-Erkrankungen, jährlich sterben in Deutschland über 40.000 Menschen an ihren Folgen. Häufigste Ursache ist eine Thrombose. Für diese gibt es gute und moderne Präventionsmaßnahmen sowie Therapieoptionen. Die BVMed-Expert:innen im Fachbereich Mechanische Thrombosepropyhlaxe (FBMT) unterstützen daher die aktuelle Kampagne „Pro & Contra moderner Thrombose-Therapien!“ des Aktionsbündnisses Thrombose zum Welt-Thrombose-Tag am 13. Oktober.

Eine wichtige Entscheidungshilfe wird in Zukunft die S3-Leitlinie „Prophylaxe der venösen Thromboembolie (VTE)“ der medizinischen Fachgesellschaften sein. Die Veröffentlichung ist für Ende 2024 geplant. Der BVMed-Fachbereich weist auf die Notwendigkeit hin, bei der Aktualisierung Evidenz heranzuziehen. „Die Ergebnisse des Cochrane-Reviews zeigen beispielsweise die Wirksamkeit von medizinischen Thromboseprophylaxestrümpfen (MTPS) bei hospitalisierten Patient:innen zur Verhinderung von tiefen Venenthrombosen (TVT). Das muss in der Leitlinie einbezogen werden“, erklärt Juliane Pohl vom BVMed. Weitere Informationen zum Thema können unter www.bvmed.de/thrombose abgerufen werden.

Wie viele wissenschaftliche Studien zeigen, bietet eine Kombination aus mechanischen und pharmakologischen Maßnahmen die beste Prävention vor einer venösen Thromboembolie und sollte immer auf einer individuellen Risikoabschätzung basieren.

Neben der medikamentösen Thromboseprophylaxe sind es vor allem die physikalischen Maßnahmen, die bei richtiger Anwendung einfach und nahezu nebenwirkungsfrei dazu beitragen, thromboembolische Komplikationen zu verhindern. Beispielsweise erhöhen medizinische Thromboseprophylaxestrümpfe bei immobilen Patient:innen die venöse Rückstromgeschwindigkeit und sorgen so in Kombination mit Arzneimitteln für einen optimierten Schutz vor einer Thromboembolie.

„Die physikalische Prophylaxe stellt eine der drei wesentlichen Säulen zur Verhinderung venöser Thrombosen und deren Folgen, wie dem postthrombotischen Syndrom oder der Lungenembolie, dar“, so der BVMed. „Ausschließlich pharmakologische Maßnahmen reichen nach dem heutigen Stand der Wissenschaft nicht aus. Wenn möglich, sollten physikalische und pharmakologische Maßnahmen sinnvoll miteinander kombiniert werden.“

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

Ziel des Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE ist es, die Wertschöpfungskette Kunststoff zirkulär zu gestalten. Sechs Fraunhofer-Institute erforschen am Beispiel Kunststoff, wie der Wandel von einer linearen zur einer zirkulären Kunststoffwirtschaft gelingen kann. Auf der ACHEMA in Frankfurt, der internationalen Messe für die Prozessindustrie, stellt das Fraunhofer CCPE vom 22. bis zum 26. August zwei technische Produktinnovationen und ein Bewertungstool für Unternehmen der Circular Economy vor.

Seit 2018 erforschen die sechs Fraunhofer-Institute — IAP, ICT, IML, LBF, IVV und UMSICHT – wie eine nachhaltige Transformation einer gesamten Wertschöpfungskette unter Prinzipien der Circular Economy erfolgen kann. Durch einen Multi-Stakeholder-Ansatz können FuE-Kompetenzen gebündelt werden, um Produkte zirkulär zu gestalten, passende Geschäftsmodelle zu entwickeln und End-of-Life Verluste bei Kunststoffabfällen zu reduzieren. Auf der ACHEMA werden die folgenden Projekte ausgestellt:

• Faserverstärktes Monomaterialkomposit aus PLA
  Biobasierte Kunststoffe werden zunehmend für technisch anspruchsvolle Einsatzbereiche z.B. in der Automobil- und Textilindustrie nachgefragt. Zwei zentrale Anforderungen sind dabei ihre Stabilität und ihre Recyclingfähigkeit. Forschende der Fraunhofer-Institute IAP und ICT entwickelten innovative PLA-basierte Monomaterial-Komposite (Organobleche), die technische Applikationen adressieren und insbesondere mit Hinblick auf die Rezyklisierbarkeit einen Beitrag zur Umsetzung der Sustainable Development Goals der UN leisten können.
• Optisch und mechanisch verbesserte Folienrezyklate
  Bei der Herstellung von Folien zählt neben den mechanischen Eigenschaften besonders der visuelle Eindruck. Es dürfen keine Fehlstellen in Form von Stippen, Fischaugen oder Abrissen auftreten, die insbesondere bei Verwendung von Rezyklaten zu Problemen führen können. Die direkte Verwendung eines Folienregranulats führt jedoch häufig zu vielen Abrissen während der Folienherstellung, die zudem fatale Auswirkungen auf die mechanischen Materialeigenschaften haben. Durch die Zugabe einer geeigneten Additivformulierung konnte die Folienqualität nun signifikant verbessert werden.

Ist ein Produkt reif für die Circular Economy?
Weiterhin präsentieren die Forschenden nun auf der ACHEMA das webbasierte Tool CRL®, mit dem Unternehmen den Reifegrad von Produkten oder Produktsystemen im Hinblick auf die Circular Economy selbst bewerten können. Es prüft, inwieweit ein Produkt die Strategien der Kreislaufwirtschaft in den Bereichen Produktdesign, Produktdienstleistungssystem, End-of-Life-Management und Kreislaufwirtschaft bereits berücksichtigt und wo noch Verbesserungspotenzial besteht.

Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) gehören Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu den häufigsten natürlichen Todesursachen. Weltweit sterben daran jährlich etwa 17 Millionen Menschen. Mit dem Peter Dornier-Stiftungspreis 2022 wurde nun am 21. Juli 2022 eine Forschungsarbeit von Herrn Dipl.-Ing. Mathis Bruns vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden ausgezeichnet, die die medizinische Versorgung von Menschen mit unzureichender Herzklappenfunktion künftig verbessern und das Leben der Patienten verlängern soll.

Das menschliche Herz ist eine Hochleistungsmaschine: Über die Lebenszeit eines Menschen hinweg schlägt es fast drei Milliarden Mal, pumpt dabei rund 200 Millionen Liter Blut durch den Körper. Enorme Belastungen, die mitunter zu lebensgefährlichen Verschleißerscheinungen führen können. Gerät eine Herzklappe aus dem Tritt, erhalten Patienten in der Regel künstlich-mechanische oder biologische Klappen als Ersatz. Mechanische Lösungen sind jedoch mit einer lebenslangen Einnahme blutverdünnender Medikamente verbunden. Außerdem kann es zu hörbaren Schließgeräuschen kommen; so klagt fast ein Viertel der Patienten mit mechanischer Herzklappe über Schlafstörungen. Biologische Herzklappen wiederum, etwa aus tierischem Gewebe, haben einen hohen manuellen Herstellungsaufwand und eine kürzere Lebensdauer.
 
Potenzial des Webens für Medizinprodukte aufgezeigt
Deshalb forscht Diplomingenieur Mathis Bruns am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden an einer Implantat-Alternative aus Gewebe. Im Rahmen eines Forschungsprojekts, an dem auch Herzchirurgen aus dem Herzzentrum Dresden sowie der Uniklinik Würzburg beteiligt waren, lieferte Herr Bruns mit seiner Diplomarbeit wichtige Erkenntnisse für das Weben einer künstlichen Herzklappe. Für seine Arbeit mit dem Titel „Entwicklung von Schlauchstrukturen mit integrierter Ventilfunktion“ hat Mathis Bruns nun den mit 5.000 Euro dotierten Peter Dornier-Stiftungspreis 2022 erhalten. Dr. Adnan Wahhoud, ehemaliger Leiter der Entwicklungsabteilung Luftwebmaschine bei der Lindauer DORNIER, sagte bei seiner Laudatio: „Der Preisträger demonstriert mit seiner Arbeit sehr anschaulich, welches Potenzial in der Webtechnik steckt, um Gewebe komplexer Form, Geometrie und Gestalt herzustellen mit dem Ziel, das Leben von Menschen zu verlängern und zu verbessern.“ Die ausgezeichnete Diplomarbeit, sei eine Bereicherung der Forschung an dreidimensionalen Geweben zum Einsatz in der Medizin.

Ersatzherzklappen ohne Naht weben
„Ein besonderer Vorteil unseres Ansatzes liegt in der integralen Herstellungsweise“, sagt Stiftungspreisträger Mathis Bruns. Die Geometrie und Funktion einer Herzklappe sei derart komplex, dass sich gewebte Herzklappen bislang nicht in dieser Form herstellen ließen. Durch den kombinierten Einsatz einer Spulenschützen-Bandwebmaschine und einer Jacquard-Maschine sei es jedoch gelungen, die Ersatzherzklappe so zu weben, dass sie nicht mehr zusammengenäht werden müsse. Selbst die Schlauchstrukturen für die Blutgefäße und die integrierte Ventilfunktion seien „aus einem Guss“. „Nähte sind immer eine Schwachstelle in textilen Medizinprodukten“, sagt Bruns. Ein weiterer Vorteil der gewebten Herzklappe: Sie soll sich auch mit Hilfe einer minimal-invasiven Operation einsetzen lassen. Demnach soll die eingefaltete Klappe, die etwa so groß ist wie ein Teelicht, mit einem Katheter über die Blutbahn an die Zielstelle im Herzen geschoben und dort entfaltet werden. Brustkorb und Herz der Patienten müssten dann nicht mehr aufgeschnitten werden, erklärt Preisträger Bruns.
 
Textile Struktur ähnelt menschlichem Gewebe
Seit jeher entstehen verschiedenste Medizinprodukte auf den Webmaschinen der Lindauer DORNIER. Kunden fertigen auf ihnen unter anderem Gewebe für Bandagen, Prothesen, Blutfilter und Orthesen. Dass auf den Maschinen aus Lindau in Zukunft vermehrt auch Implantate wie Herzklappen gewebt werden, ist für Mathis Bruns nur naheliegend. „Textiles Gewebe ist dem menschlichen Gewebe sehr ähnlich“, sagt er. Wie ein textiles Gewebe sich aus Tausenden Einzelfäden zusammensetze, bestehe auch der menschliche Körper zu einem großen Teil aus fadenförmigen Materialen. „Muskelfasern leiten Kraftimpulse, Nervenbahnen senden Reize wie beispielsweise Schmerzen und Gehirnzellen leiten über fadenförmige Dendriten und Axone Informationen.“ Aufgrund ihrer „Fadenförmigkeit“ seien gewebte Implantate deshalb besonders geeignet für medizinische Anwendungen.

Weg von fossilen Rohstoffen und deren Knappheit – hin zu bisher ungenutzten Rohstoffen aus Pflanzen und Pilzen. Um diesen Wandel zu nachwachsenden Roststoffen zu unterstützen, hat das Fraunhofer UMSICHT im Projekt »FungiFacturing« Pilzwerkstoffe untersucht, die aus Reststoffen wie Stroh oder Holzspäne bestehen. Zum Abschluss des Vorhabens zeigen die Forschenden, dass sie neben einem Schallabsorber auf Pilzbasis auch weitere biobasierte Lösungen für die Bauindustrie entwickelt haben.

Ein Werkstoff aus pflanzlichen Rohstoffen und Pilzmyzel als Double-Porosity-Schallabsorber - so lautete das Ziel des Projektes FungiFacturing von August 2019 bis Juli 2021. »Pilzwerkstoffe stellen eine biobasierte Alternative zu konventionellen Materialien wie Polyesterschäumen oder Verbundstoffen auf Mineralbasis dar«, erklärt Julia Krayer, Biodesignerin am Fraunhofer UMSICHT. »Der Schallabsorber besteht aus Pilzen und pflanzlichen Reststoffen. Sägespäne, Treber aus der Bierproduktion oder Stroh nutzen wir als Nährboden, um die Pilze zu züchten und nutzen zu können.«

Die richtige Rezeptur für Paste und 3D-Druck
Gestartet haben die Forschenden des Fraunhofer UMSICHT das Projekt mit der Entwicklung einer pilzbasierten Paste, die mittels eines 3D-Druckverfahrens in die gewünschte Form gebracht werden konnten. Parallel dazu haben sie die Bewachsbarkeit der Paste untersucht. »Wir haben dabei festgestellt, dass der Pilz erfolgreich auf dem Treber wächst«, erläutert Lina Vieres, Biologin am Fraunhofer UMSICHT. »Allerdings behindert der Treber den Druckvorgang durch die enthaltenen Spelzen. Daher verzichten wir auf ihn als Substratzugabe und haben weitere Rezepturen mit Stroh und Holzspänen getestet.«

Rezeptur und Grundsubstrat haben gleichzeitig auch Auswirkungen auf die akustische Leistung des Materials. Hier stellte sich beispielsweise heraus, dass sich die sehr feinen Fasern für den Druck sehr vorteilhaft zeigen. Für die Akustik sind die Fasern aber eher hinderlich. Ebenso behinderten sie das Pilzwachstum, da dieser auf einen Gasaustausch in dem Material angewiesen ist. Mithilfe einer genauen Abstimmung zwischen Paste, Pilzwachstum, Eigenschaften und 3D-Druck haben die Forschenden eine Lösung gefunden: eine durchwachsbare, druckbare Paste.

Mehr als ein Schallabsorber
Die im Projekt FungiFacturing getesteten Werkstoffe besitzen weiterhin vielversprechende Eigenschaften in Bezug auf Druckfestigkeit, Wärmedämmung und Brandverhalten. »Mit diesen Eigenschaften eigenen sich Pilzwerkstoffe für weit mehr als nur Schallabsorber«, betont Krayer. Die Werkstoffe seien beispielsweise druckstabil und besitzen gute wärmedämmende Eigenschaften, die mit Holzfaserdämmplatten vergleichbar sind. In Brandversuchen sind keine offenen Flammen aufgetreten, und der Pilzwerkstoff lässt sich leicht am Anwendungsort anbringen. Pilzwerkstoffe können also auch in der Praxis leicht angewendet werden z.B. auch als Wärmedämmstoffe.

Weiterentwicklung des FungiFacturing-Ansatzes
Die Projektergebnisse zeigen, dass sich der entwickelte Prozess auf viele verschiedene Anwendungen und Werkstoffe übertragen lässt. Neben 3D-Druck sind weitere Herstellungsprozesse sowohl für pilzbasierte, als auch rein pflanzliche Pastenwerkstoffe denkbar. Das Fraunhofer UMSICHT prüft dazu nun verschiedene Produktionsverfahren und deren Ergebnisse.

• Röfix nutzt Produktinnovation für Brückensanierung im Bregenzerwald

In einem Pilotprojekt zur Verstärkung der Betonkonstruktion einer Brücke im Bregenzerwald wird erstmals in Österreich Textilbeton eingesetzt. Durch die Forschungs-und Entwicklungsarbeit der Universität Innsbruck mit dem Vorarlberger Baustoffhersteller Röfix und der Firma Texible aus Dornbirn wurde das Produkt „Textilbeton“ zur Marktreife gebracht. Textilbeton trägt wesentlich zur Materialreduktion bei und ist dadurch nachhaltiger als herkömmliche Lösungen.

Im Mai 2022 startete die umfangreiche Instandsetzung der Krumbachbrücke im Bregenzerwald. Röfix liefert für das Sanierungsprojekt rund 100 Tonnen Nassspritzreparaturmörtel und die Firma Texible ca. 6.600 m² gesticktes Textilgewebe. Erstmals in Österreich kommt dabei Textilbeton als Betoninstandsetzung zum Einsatz. Mitte Mai wurden auf der Baustelle zwei Versuchsfelder mit dem neuen Verfahren durchgeführt, die nach ca. 28 Tagen von der Universität Innsbruck umfangreich geprüft wurden.

Textilbeton ist ein künstlicher Verbundwerkstoff, der aus zwei Komponenten, Beton bzw. Mörtel und einer textilen Bewehrung, besteht. Das Textilgewebe aus Kohlestofffasern (Carbon) wird anschließend zu gitterartigen Matten verarbeitet. Bei der Anwendung wird zunächst der schadhafte Beton mittels Hochdruckwasserstrahlen von den zu sanierenden Betonflächen entfernt. Danach wird die Textilbewehrung mit einem Nassspritzmörtel maschinell eingespritzt und die Betonoberfläche glatt abgezogen. Ein Vorteil beim Einsatz von Textilbeton ist, dass nur eine relativ dünne Betonschicht notwendig ist und die Brücke weniger zusätzliches Gewicht tragen muss als bei einer üblichen Ausführung. Mit nur etwa 3 cm Textilbeton können fast die gleichen Festigkeitswerte erreicht werden wie bei 10 bis 12 cm herkömmlich bewehrtem Beton. Da deutlich weniger Material erforderlich ist, lassen sich Transportkosten und CO₂-Emissionen vermeiden. Beim Einsatz von Textilgewebe findet zudem im Gegensatz zu Stahl keine Bewehrungskorrosion statt. Für die Instandsetzung der Brücke werden bis Ende 2023 ca. 100 Tonnen Mörtel und 6.600 m² Textilgewebe eingesetzt werden.

Fokus auf Exzenterschneckenpumpen und Pumpen für schersensible Stoffe

Gesteigerte Produktivität, erhöhte Lebensdauer und maßgeschneiderte Lösungen auch für anspruchsvollste Aufgaben in verfahrenstechnischen Anlagen der Chemie- und Kunststoff-Industrie sowie in der PUR-Anwendung – mit diesen Argumenten überzeugen die Präzisionszahnradpumpen, die Oerlikon Barmag auf der diesjährigen Achema vom 22. bis 26. August 2022 in Frankfurt vorstellt. Im Fokus steht die neue Pumpe für schersensible Fördermedien sowie die neue Exzenterschneckenpumpe.

Exzenterschneckenpumpen
Die Ansprüche an die Pumpen sind hoch, da die Nachfrage nach maßgeschneiderten Lösungen für immer kompliziertere Prozesse steigt. Das gilt insbesondere auch für die neue Exzenterschneckenpumpen-Baureihe von Oerlikon Barmag. Hohe Verschleißfestigkeit, gesteigerte Langlebigkeit und robustes Auftreten – die neue Pumpe ist maßgeschneidert für die Förderung von stark gefüllten, hochviskosen und abrasiven Medien, wie zum Beispiel gefüllten Klebstoffen, gefüllten Silikonen oder gefüllten Vergussmassen. Highlight ist das mehrstufige Dichtungssystem, das die Lebensdauer der Pumpe wesentlich steigert. Der vorgelagerte Wellendichtring schützt die Gleitringdichtung vor zu schneller Abnutzung durch schwierige Medien. Die optimierte Ausrichtung der kugelgelagerten, mittig durch den Wellendichtring führenden Antriebswelle wiederum verhindert jeglichen Metallabrieb und sorgt so für deutlich längere Standzeiten. Die Produzenten profitieren von einer deutlich gesteigerter Produktivität, da die Wartungsintervalle der Pumpen verringert und damit die Maschinenstillstandszeiten signifikant reduziert werden.    

Neue Pumpe für schersensible Stoffe
Für die immer komplexer werdenden kundenspezifischen Prozesslösungen hat Oerlikon Barmag die bewährte GA-Serie, die speziell für die anspruchsvolle Förderung höherviskoser Medien entwickelt worden ist, jetzt um die GAB51F für schersensible Fördermedien ergänzt. Die neu entwickelte Pumpe mit einem Viskositätsbereich von maximal 300 Pas ist maßgeschneidert für die Förderung hochviskoser, scherempfindlicher Stoffe, wie zum Beispiel Klebstoffe oder Silikone. „Die Scherkräfte, die in der Pumpe auf das Medium einwirken, werden durch eine speziell eingebaute Geometrie auf ein Minimum reduziert“, erläutert Thorsten Wagener, Senior Sales Manager im Geschäftsbereich Pumpen. Der Stoff wird dadurch so schonend und pulsationsarm wie möglich durch die Pumpe gefördert und am Ausgang präzise dosiert; damit behält er seine individuellen Eigenschaften.

High-Speed-Dosierpumpe mit abgedichtetem Produktraum
Die High-Speed-Dosierpumpe ist speziell für das Dosieren von schlecht schmierenden und abrasiven Medien entwickelt worden. Der Hauptvorteil liegt in dem abgedichteten Produktraum, der die Lebensdauer der Pumpe erheblich verlängert. Der von den Medien berührte Raum wird auf den Bereich um die Zahnräder begrenzt. „Damit ist die Schnellläufer-Pumpe besonders für den Einsatz in der chemischen Industrie, die häufig aggressiven Säuren fördert, geeignet,“ so Thorsten Wagener.

GM-Baureihe für niedrig-viskose Medien
Pumpen der GM- und der GA-Baureihe stehen für exaktes Dosieren durch eine pulsationsarme Einspeisung des Förderstroms. Die mehrstufige GM-Pumpe fördert auch unter Hochdruck und schwierigsten Einsatzbedingungen niedrig-viskose Medien (z. B. 250 bar, 100 mPas). Standardpumpe für viele Dosieraufgaben ist die bewährte GM-Baureihe in eckiger Ausführung. Mit der Entwicklung der mehrstufigen Pumpe hat die Einsatzpalette der GM-Baureihe eine deutliche Erweiterung erfahren. Die runde 2-stufige GM-Pumpe ist speziell für den Einsatz in der Hochdrucktechnologie entwickelt worden. Sie erfüllt die besondere Herausforderung der Förderung von kleinen Durchsätzen mit niedrigen Viskositäten. Die Pumpe bedient Fördergrößen von 0,05 bis 20 ccm/U und eignet sich damit bestens zur Herstellung etwa von PUR-Formteilen, Blockschaum, Kühlmöbel-Isolationen oder Sandwichpanels.

GA-Baureihe für höherviskose Medien
Die GA-Baureihe von Oerlikon Barmag ist speziell für die anspruchsvolle Förderung höherviskoser Medien entwickelt worden. Die GA-Baureihe ist in Fördervolumina von 1,25 - 30 cm³/U (0,6-144 l/h) lieferbar. Sie ist ausgelegt für Drücke bis 200 bar, für Viskositäten bis 1.500 Pas sowie für Temperaturen bis maximal 225°C. Mit dieser Pumpenbaureihe bietet Oerlikon Barmag maßgeschneiderte Lösungen für viele verfahrenstechnische Prozesse, bei denen auf eine hochgenaue und gleichmäßige Dosierung Wert gelegt werden muss.

Die Fasspumpe — fördern und dosieren in einer Einheit
Mit der Fasspumpe stellen die Pumpenexperten von Oerlikon Barmag eine Pumpe vor, die speziell zur Förderung und Dosierung hochviskoser Materialien wie Klebstoffe, Silikone und anderen hochviskosen Materialien aus Fässern und anderen großen Gebinden und für Drücke bis zu 250 bar ausgelegt ist. Zu ihrer Besonderheit gehört nicht nur, dass sie hochviskose Materialien aus dem Fass austrägt, sondern dass das Medium ohne einen weiteren Zwischenstopp direkt dosiert werden kann.