Aus der Branche

Ein neuartiges, ebenso umweltfreundliches wie kostensparendes Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern aus Lignin ist an den DITF entwickelt worden. Es zeichnet sich durch hohes Energiesparpotential aus. Die Vermeidung von Lösungsmitteln und die Nutzung natürlicher Rohstoffe machen das Verfahren umweltfreundlich.

Carbonfasern werden im industriellen Maßstab gewöhnlich aus Polyacrylnitril (PAN) hergestellt. Die Stabilisierung und die Carbonisierung der Fasern geschieht dabei mit langer Verweildauer in hochtemperierten Öfen. Das erfordert viel Energie und macht die Fasern teuer. Dabei entstehen giftige Nebenprodukte, die aufwendig und energieintensiv aus dem Herstellungsprozess abgetrennt werden müssen.

Ein neuartiges, an den DITF entwickeltes Verfahren ermöglicht hohe Energieeinsparungen in all diesen Prozessschritten. Lignin ersetzt dabei das Polyacrylnitril für die Herstellung der Präkursorfasern, die in einem zweiten Prozessschritt zu Carbonfasern umgewandelt werden. Lignin als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Carbonfasern hat bisher kaum Beachtung in der industriellen Fertigung gefunden. Lignin ist ein günstiger und in großen Mengen verfügbarer Rohstoff, der als Abfallprodukt in der Papierproduktion anfällt.

Im neuen Verfahren zur Herstellung von Ligninfasern wird zuerst Holz in seine Bestandteile Lignin und Cellulose getrennt. Ein Sulfit-Aufschluss ermöglicht die Erzeugung von Lignosulfonat, das in Wasser gelöst wird. Die wässrige Lösung von Lignin ist das Ausgangsmaterial für das Spinnen der Fasern.
Der Spinnprozess selbst erfolgt im sogenannten Trockenspinnverfahren. Dabei presst ein Extruder die Spinnmasse durch eine Düse in einen beheizten Spinnschacht. Die entstehenden Endlosfasern trocknen im Spinnschacht schnell und gleichmäßig. Das Verfahren benötigt weder Lösungsmittel noch giftige Additiven.

Die anschließenden Schritte zur Herstellung von Carbonfasern - die Stabilisierung in Heißluft und die anschließende Carbonisierung im Hochtemperaturofen - ähneln denen des üblichen Prozesses bei Verwendung von PAN als Präkursorfaser. Allerdings lassen sich die Ligninfasern im Ofen besonders schnell mit Heißluft stabilisieren und benötigen nur relativ niedrige Temperaturen in der Carbonisierung. Die Energieersparnis in diesen Prozessschritten gegenüber PAN liegt bei rund 50% und bedeutet einen echten Wettbewerbsvorteil.

Aus Wasser gesponnene Ligninfasern bieten Vorteile
Neben der umweltfreundlichen, da lösemittelfreien Herstellung, und der Energieeffizienz bietet das neue Verfahren weitere Vorteile gegenüber PAN: Lignin ist ein überaus günstiger und leicht verfügbarer Rohstoff, der aus Holz gewonnen wird. Die Verwendung eines natürlichen Rohstoffes für die Erzeugung von hochfesten Carbonfasern folgt dem Nachhaltigkeitsgedanken in der Produktion.

Der Trockenspinnprozess erlaubt hohe Spinngeschwindigkeiten. Hierdurch wird in kürzerer Zeit deutlich mehr Material produziert, als es mit PAN-Fasern möglich ist. Das ist ein weiterer Wettbewerbsvorteil, der dennoch keine Kompromisse an die Qualität der Lignin-Präkursorfasern zulässt: Diese sind äußerst homogen, haben glatte Oberflächen und keine Verklebungen. Solche strukturellen Merkmale erleichtern die Weiterverarbeitung zu Carbonfasern und letztlich auch zu Faserverbundwerkstoffen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die in dem neuen Spinnverfahren gewonnenen Präkursorfasern aus Lignin gegenüber PAN deutliche Vorteile in der Kosteneffizienz und in ihrer Umweltverträglichkeit zeigen. Die mechanischen Eigenschaften der aus ihnen hergestellten Carbonfasern sind hingegen nahezu vergleichbar – sie sind ebenso zugfest, widerstandsfähig und leicht, wie es von marktgängigen Produkten bekannt ist.

Besonders interessant dürften Carbonfasern aus Wasser gesponnenen Ligninfasern für Anwendungen in der Bau- und Automobilbranche sein, die von Kostensenkungen im Produktionsprozess in hohem Maße profitieren.

Bauteile im Automobil müssen nicht mehr nur technologisch höchsten Ansprüchen genügen, sondern auch nachhaltig und rezyklierbar sein. Zukünftig müssen Ingenieurinnen und Ingenieure bei der Entwicklung nicht nur das fertige Produkt, sondern auch das Ende dessen Lebenszyklus im Blick haben. Künstliche Intelligenz soll helfen, in solchen Zyklen zu denken. dabei helfen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) sind einer der Projektpartner im Forschungsprojekt CYCLOMETRIC, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut wird. Entwickelt wird ein Tool, das schon während der Produktplanung Verbesserungsvorschläge macht.

Recycling von Hochleistungsmaterialien scheitert häufig daran, dass sich die Werkstoffe nicht in ihre ursprünglichen Bestandteile trennen lassen. CYCLOMETRIC soll dafür sorgen, dass dieses Problem nicht erst am Ende des Lebenszyklus eines Produkts gelöst werden muss. Mit den derzeitigen Methoden und Werkzeugen werden Auswirkungen auf die Umwelt oft erst gegen Ende der Entwicklung oder sogar erst nach Produktionsbeginn untersucht – obwohl die relevantesten Entscheidungen über Produkteigenschaften deutlich früher getroffen werden. Das neue System hilft, während der Entwicklung die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dazu werden Daten, Informationen, Wissen über alle Entwicklungsphasen und Schnittstellen hinweg analysiert und bewertet. Dabei kommen Forschungsansätze des Advanced Systems Engineerings und Model-based Systems Engineerings in Verbindung mit Methoden der Ökobilanzierung sowie die Geschäftsmodellanalyse zum Einsatz.

Produktentwicklung muss täglich komplexe Parameter wie Produzierbarkeit, Rezyklierfähigkeit, Wiederverwendbarkeit, CO2-Emissionen und Kosten im Blick behalten. Nicht zuletzt müssen die Erwartungen und Gewohnheiten der Kundinnen und Kunden mitgedacht werden. Das Tool berechnet die Auswirkungen bei der Auswahl des Materials ebenso wie bei der Planung von Produktionsschritten und macht Verbesserungsvorschläge.

Als Anwendungsbeispiel für das digitale Werkzeug dient im Projekt CYCOMETRIC eine Mittelkonsolenverkleidung. Sie besteht aus nachhaltigen Textilmaterialien und verfügt über in das Textil integrierte smarte Funktionen. Das fertige Tool ist dennoch nicht auf die Automobilbranche beschränkt. Es kann in allen Industriefeldern eingesetzt werden.

Aufgabe der DITF ist die Auswahl und Prüfung geeigneter Materialien. Das Team erarbeitet die passenden Fertigungs- und Verarbeitungsprozesse und erstellt einen Prototyp. An den Prüflaboren werden Testläufe zu Funktions-, Alltags-, Langzeit- und Extremtauglichkeit der textilen Strukturen und Faserverbundwerkstoffen durchgeführt, die bei der späteren Anwendung reproduzierbar sind. Für die smarten Funktionen der Konsole werden Konzepte für Sensoren und Aktoren entwickelt.

Die DITF bringen als Partner im Forschungscampus ARENA2036 umfangreiche Erfahrungen im Leichtbau durch Funktionsintegration bei Automobilen mit. Nach Abschluss des Projekts werden die Denkendorfer Forscherinnen und Forscher Unternehmen beraten, wie Textilien verstärkt im Fahrzeuginterieur eingesetzt werden können.

Das EU-Projekt „MC4 – Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites“ untersucht zirkuläre Ansätze für die Wiederverwendung von Verbundwerkstoffen aus Carbon- und Glasfasern. Es entwickelt Prozesstechnologien und Qualitätssicherungsmethoden, die ein wirtschaftliches Recycling von Carbon- und Glasfaserbauteilen ermöglichen. Die im Fokus stehenden Materialien sind für zahlreiche technische Anwendungen unverzichtbar, bei denen ein geringes Materialgewicht und hohe Performance besonders geschätzt werden. Die europäischen Wertschöpfungsketten für Carbon- und Glasfasern müssen jedoch in zweierlei Hinsicht optimiert werden: in Bezug auf die ökologische und die wirtschaftliche Effizienz.

Derzeit gehen bis zu 40 % des Materials im Produktionsprozess als Abfall (z.B. Prepreg-Abfälle im Zuschnitt) verloren und nach einer Lebensdauer von 15 bis 30 Jahren werden 98 % des Materials der Entsorgung zugeführt, ohne Aussicht auf Wiederverwertung. Bei einem jährlichen Verbrauch von etwa 138.000 Tonnen Carbonfasern und 4,5 Millionen Tonnen Glasfaserverbundwerkstoffen sind entsprechende Umweltauswirkungen von hoher Relevanz.
Zusätzlich zu diesen Umweltproblemen muss die derzeitige Wettbewerbsposition Europas in diesen Wertschöpfungsketten verbessert werden, um weniger von ausländischen Quellen abhängig zu sein. 80 % der Herstellung von Carbon- und Glasfasern findet außerhalb Europas statt, und wenn die Herstellung in Europa erfolgt, sind die Technologien häufig von anderen Ländern

MC4 wird sich auf verschiedene Wiederverwendungs- und Recyclingprozesse entlang des Lebenszyklus von Verbundwerkstoffen konzentrieren. Dazu gehören:

• Chemische Recyclingtechnologien für eine wirtschaftlich effiziente Trennung von Matrix und Carbonfasern
• Verarbeitungstechnologien für die Wiederverwendung von Prepreg-Abfällen aus dem Produktionsablauf (z.B. beim Zuschnitt)
• Mechanische Recyclingverfahren für Bauteile aus Glasfaserverbundwerkstoffen zur direkten Wiederverwendung der Materialien in neuen Bauteilen
• Neue Harze für eine bessere Recycelbarkeit von Glasfaserbauteilen
• Technologien für die Verarbeitung von recycelten Carbonfasern zur Herstellung von Garnen, Geweben und Vliesstoffen für Verbundbauteile
• Qualitätssicherungsmethoden zur Charakterisierung von recycelten Glas- und Carbonfasern und der daraus hergestellten neuen Verbundwerkstoffe

Das Konsortium umfasst 15 Partner aus sieben europäischen Ländern. Prozessentwickler, Materialhersteller, Hersteller von Verbundbauteilen sowie Endverbraucher decken die gesamte Wertschöpfungskette ab.

Das STFI bringt in verschiedenen Arbeitspaketen des Projektes seine Kompetenzen im Bereich der Verarbeitung und des Recyclings von Carbonfasern und Carbonfaserverbundbauteilen ein. Neben der Herstellung von Vliesstoffen und deren Prüfung stehen die Anfertigung von Demonstratoren, aber auch entsprechende LCA und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen im Vordergrund.

MC4 wird von der Europäischen Union unter dem Aufruf HORIZON-CL4-2021-RESILIENCE-01-01 im Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe finanziert. Die Laufzeit des Projektes ist von April 2022 bis März 2025.

Über 200 Vertreter*innen aus der Faserverbundbranche, dem Bauwesen und der Wissenschaft nahmen im Januar 2022 am Abschlussforum des BMBF-Innovationsforums „FiberBuild – Faserverbundindustrie erschließt Bauwesen“ teil, um das Potenzial von faserverstärkten Werkstoffen für Bauanwendungen zu diskutieren, neue Geschäftsfelder zu analysieren und sich branchenübergreifend zu vernetzen. Zu dem zweitägigen Online-Event hatte der Projektinitiator, das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e V., eingeladen.
 
Über 200 Interessenten waren der Einladung gefolgt und erhielten Einblicke in die Welt der Faserverbundwerkstoffe. Neben einer Studie zum Marktpotenzial dieser Materialien im Bauwesen sowie dem Konzept einer Ideen-TransferPlattform stellten Referenten aus dem gesamten DACH-Raum ihre bisherigen Erfahrungen mit Produkten aus faserverstärkten Werkstoffen für bspw. Brückenbauten und -sanierungen, Türme und Masten, Leichtbaudächer oder -fassaden vor.

Diese Werkstoffe zeichnen sich insbesondere durch überzeugende strukturelle Eigenschaften bei vergleichsweise niedrigem Materialeinsatz aus und bieten somit ökologische Vorteile. Durch die höhere Lebensdauer, reduzierte Wartungsaufwände, einfache Handhabung und geringere Transportlasten bieten sie gleichzeitig auch ökonomische Vorzüge. Sie erlauben ebenfalls eine besondere Designfreiheit und die Integration von erweiterten Funktionalitäten, wie etwa die Schadensüberwachung durch integrierte Sensoren.

Am zweiten Veranstaltungstag lag der Fokus auf der Bauindustrie, die sich aktuell mit der Forderung nach klimaschonenden und nachhaltigen Werkstoffen und Technologien konfrontiert sieht. Benötigt werden material- und energieeffiziente Lösungen zur Reduktion von CO2-Emissionen. Faserverbundverstärkte Baustoffe können hier Lösungen aufzeigen.

Außerdem setzen die stagnierende Produktivität sowie der andauernde Fachkräftemangel bei steigenden Personalkosten die Baubranche zusätzlich unter Druck. Hier bieten sich Ansatzpunkte über digitales, vollautomatisiertes Bauen sowie Produktionssysteme mit mehr Standardisierung bzw. einer Vorfertigung in der Fabrik. Leichtbauweisen mit Faserverbunden verfügen über einen hohen Vorfertigungsgrad, durch additive Fertigungsverfahren (z. B. 3D-Druck) können Planungsdaten zeit- und kosteneffizient direkt vor Ort in die Ausführung übertragen werden.

Die größte Hürde für den flächendeckenden Einsatz von faserverstärkten Bauprodukten ist aber das Baurecht. Im Gegensatz zu bekannten, herkömmlichen Baumaterialien fehlen für faserverstärkte Werkstoffe grundlegende Normenwerke und bauaufsichtliche Regelungen. Daraus entsteht für jedes Projekt die Notwendigkeit einer Zustimmung im Einzelfall, einer gutachterlichen Stellungnahme sowie von experimentellen Untersuchungen. Dies ist mit zusätzlichen Kosten und Zeitaufwand verbunden, was einen Einsatz von neuen Werkstoffen natürlich erschwert. Die Schwierigkeiten bei der Zusammenfassung in einer Norm entstehen auch durch die Werkstoffvielfalt und die unterschiedlichen Herstellungsprozesse. So sind verschiedene, kombinierbare Harz- und Fasersysteme am Markt, unterschiedliche Fertigungstechnologien sind ausschlaggebend für Toleranzen im Material. Die ersten normativen Grundlagen entstehen aktuell auf Bemühungen des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb).  

„Wir haben an beiden Eventtagen gesehen, wie die Zukunft der Baubranche aussehen kann“, resümierte Roy Thyroff, Geschäftsführer des CU Bau. „Für den Einsatz von nichtmetallischen Bewehrungen sind umfassende Kenntnisse zu Material- und Tragverhalten notwendige Voraussetzung. In anderen Industrien, wie der Luftfahrt oder dem Automobilbau, werden Faserverbund-Bauteile schon in Serie gefertigt, da Forschung und Testing dort schon viel weiter vorangeschritten sind. Das Fachnetzwerk CU Bau ist die richtige Plattform um diese Lücke auch für den Bausektor zu schließen. Wir werden branchenübergreifend und werkstoffneutral Wissenschaft und Praxis miteinander verbinden.“  
 
Weitere Informationen zum Projekt online: https://composites-united.com/projects/fiberbuild/

• Smarte Workflows für digitalen Zuschnitt und Kitting

Zünd präsentiert auf der JEC World 2022 in Paris seine neusten Entwicklungen im Bereich digitaler und modularer Zuschnittlösungen für die Verarbeitung von Faserverbundwerkstoffen. Der Schweizer Spezialist für den digitalen Zuschnitt von Composites zeigt, wie sich Datenmanagement, Zuschnitt und nachgelagerte Prozesse wie das Absortieren oder das Gruppieren intelligent und bedarfsgerecht automatisieren lassen. Ob Rohmaterialien wie Karbon- oder Glasfasern, Halbzeuge wie Prepregs oder thermoplastische Organobleche, Waben- oder Hartschaumkerne sowie Hilfsmaterialien – im Faserverbundbereich werden die unterschiedlichsten Werkstoffe eingesetzt, Zünd-Schneidlösungen ermöglichen alle Zuschnitt auf demselben Cutter.

In der Industrie 4.0 generell und im Zuschnitt von Faserverbundwerkstoffen im Speziellen, ist der barrierefreie Datenfluss der Schlüssel zu einem effizienten Workflow. Mit dem PreCut Center kann der Anwender hohen Anforderungen in anspruchsvollen Fertigungsprozessen gerecht werden. Die Software optimiert vollautomatisch Schneidkonturen und stimmt die Schneidpfade auf das Material und die eingesetzten Werkzeuge ab. Mit dem integrierten Nesting werden die Schnittteile automatisch verschachtelt. Angesichts hoher Materialpreise ist die maximale Materialausnutzung die Basis des wirtschaftlichen digitalen Zuschnitts.

Mit dem Pick&Place Interface stellt Zünd eine wirtschaftliche Lösung für die vollautomatisierte Entnahme, Gruppierung und Ablage von Schnittteilen vor. Das Pick&Place Interface ermöglicht, über die Bediensoftware Zünd Cut Center – ZCC direkt mit einem Roboter zu kommunizieren. Über das Pick&Place Interface lässt sich die Teileentnahme und -ablage vollständig automatisieren. Die notwendigen Parameter werden den Metadaten des Auftrages entnommen

Die ITA-Gruppe, bestehend aus dem Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) zusammen mit seinem Forschungs-und Entwicklungsdienstleister ITA Technologietransfer (ITA GmbH) und weiteren Tochtergesellschaften, stellt sich strategisch neu auf. Ab 25. Januar 2022 wird ein neues Partnerschaftsmodell angeboten. um den aktuellen Anforderungen und Bedürfnissen der Industrie besser zu entsprechen.

Das ITA ist ein führendes Forschungsinstitut mit 400 Mitarbeitern in den Bereichen faserbasierte Hochleistungswerkstoffe, textile Halbzeuge und deren Herstellungsverfahren. Die ITA GmbH ist der industrielle Partner für Forschung und Entwicklung, Technologie- und Wissenstransfer sowie für umfassende Lösungen entlang der gesamten textilen Wertschöpfungskette.

Prof. Dr. Thomas Gries, Direktor des ITA, erläutert das neue Partnerschaftsmodell: "Die Auswirkungen der Covid-19-Krise haben einmal mehr gezeigt, wie wichtig langfristige und vertrauensvolle Geschäftsbeziehungen sind. Daher etablieren wir unser neues Partnerschaftsmodell, bei dem wir noch enger mit unseren derzeitigen und künftigen Industriepartnern zusammenarbeiten und ihnen neueste Technologien und Innovationen aus den Bereichen Forschung und Entwicklung zur Verfügung stellen werden. Wir werden Networking- und Arbeitsgruppentreffen initiieren, Zugang zu den großen Maschinenparks und Labors des ITA anbieten, Partnerprojekte und gemeinsam organisierte öffentlich geförderte Projekte durchführen sowie Schulungen für die Mitarbeiter der Partner und Personalmöglichkeiten anbieten."

Dr. Christoph Greb, wissenschaftlicher Direktor des ITA: „Wir freuen uns sehr, dieses neue Partnerschaftsmodell zu initiieren, bei dem Wissenschaft, Forschung und Industrie in vorwettbewerblichen Projekten Schulter an Schulter arbeiten. In unseren zukünftigen Projekten entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Faser bis zum fertigen Bauteil werden wir so eine Lücke schließen und neue innovative Wege für verschiedene
Industriebereiche gestalten."

Während einer dreitägigen Informationsreihe im Hybridformat stellte das ITA im September 2021 den Industriepartnern erfolgreich erste Projekte vor, darunter "Recycling von Composite-basierten Batteriegehäusen", "Recycling von Composite-basierten Druckbehältern", "Naturfaserverbundwerkstoffe", "Textile Strukturen mit dem Fokus auf biaxiale Kettengewirke", "Fabrik der Zukunft", "Tapes  und Hybridgarne".

Kontaktmöglichkeiten zum ITA bieten sich auf der JEC DACH in Frankfurt (23. und 24. November 2021).

Stark steigende Baustoffpreise, immer knapper werdende Rohstoffe sowie steigende Preise für CO2-Zertifkate und Strom erhöhen den Druck, klimafreundliche und doch wettbewerbsfähige Produkte zu verwenden und innovative Produkte, Verfahren und Prozesse dafür zu entwickeln.

Für diese Herausforderungen im Bauwesen bietet der Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen neue Lösungen und ein enormes Anwendungspotential. Bisher sind diese Werkstoffe im Bauwesen noch nicht in ausreichendem Umfang etabliert und bei vielen Entscheidern noch nicht Teil der Lösung. Deshalb treibt das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e.V. (CU) als nationale und internationale Plattform dieses Thema für seine Mitglieder aus Industrie und Wissenschaft voran.

Hybride Bauweisen
Roy Thyroff, im Netzwerk Composites United e.V. Geschäftsführer CU Bau: „Unser Ziel ist, dass die gesamte Bauwirtschaft – Architekten, Planer, Bauingenieure, Zulassungsstellen sowie Bauunternehmen – Bauprodukte mit faserverstärkter Beton- und Polymermatrix mit entsprechenden Zulassungen einsetzen kann.“ Dabei geht es nicht nur um Bauweisen mit faserverstärkten Kunststoffen und textilbewehrtem Beton, sondern darüber hinaus auch um hybride Bauweisen, wie z.B. Hybridbauwerke aus Holz und Carbonbeton. Denn faserbasierter, hybrider Leichtbau führt die besten Eigenschaften verschiedener Materialien klimafreundlich zusammen, bietet somit gegenüber herkömmlichen Baustoffen große Vorteile für den Klimaschutz und ermöglicht völlig neue Bauweisen.

Vorteile von Faserverbundwerkstoffen
Faserverbundwerkstoffe sind sowohl im Neubau als auch in der Sanierung dank ihrer umwelt- und ressourcenschonenden Eigenschaften im Vorteil. Neben der CO2-Reduktion liegen die wesentlichen Vorteil:

• in der Geschwindigkeit der Ausführung,
• dem geringeren Materialeinsatz,
• der Kostenreduktion,
• der Leistungsfähigkeit wie hoher Druck- und Biegezugfestigkeit,
• dem einfacheren Handling
• den geringeren Transportlasten,
• der Beständigkeit gegen Korrosion,
• der Flexibilität bei unterschiedlichen Schädigungsgraden eines Sanierungsfalls und
• der deutlich verlängerten Nutzungsdauer.

• Kooperationsvertrag mit dem Landwirtschaftsministerium Baden-Württemberg unterzeichnet
• DITF starten Forschungsprojekte im Laubholztechnikum

Stuttgart. Baden-Württembergs Minister für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz, Peter Hauk, MdL, hat am 8. Februar 2021 einen Kooperationsvertrag mit den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) unterzeichnet. Damit fällt der Startschuss für zwei Forschungsprojekte, die die DITF im vom Land geschaffenen Technikum Laubholz bearbeiten werden.

In diesem neu eingerichteten Forschungszentrum werden innovative Produkte und Verfahren auf der Basis von Laubholz entwickelt, das aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern der Region stammt. Aufgabe der DITF ist es, ökonomische und ökologische Herstellungsverfahren für aus Buchenholz hergestellte Zellulose- und Ligninfasern für technische Anwendungen zu entwickeln.

In energiesparenden, leichten Fahrzeugen werden Faserverbundwerkstoffe mit Carbonfasern eingesetzt, da diese hitzebeständig und belastbar sind. Mit Carbonfasern verstärkte Materialien gewinnen nicht nur im Fahrzeugbau und in der Raumfahrt, sondern auch im Bauwesen sowie in vielen anderen Branchen zunehmend an Bedeutung. Allerdings sind Carbonfasern derzeit noch sehr teuer. Bisher werden diese Fasern in erster Linie aus Polyacrylnitril hergestellt. Dieser Ausgangsstoff basiert auf Erdöl und bei der Herstellung von Carbonfasern aus diesem Präkursor entstehen giftige Nebenprodukte, die aufwendig gereinigt werden müssen. Damit spart die Carbonfaserherstellung auf Basis von Cellulose- und Ligninfasern nicht nur Kosten, sondern schont auch die Umwelt.

Das Technikum Laubholz wird acht Forschungsteams aus unterschiedlichen Instituten vernetzen und dient als Schnittstelle zur Industrie. Weitere Forschungsprojekte entwickeln unter anderem neue Verfahren zu Herstellung von Biotensiden sowie veganen Lebensmittelproteinen auf Basis von Holz.

Neu konzipierte „Fair & Convention for Hightech Textiles” am 9./10. Juni 2020 erstmals im attraktiven Ambiente des Carlowitz Congresscenters in der Chemnitzer City / Umfangreiches Fachprogramm in kompakten Formaten und Ausstellung eng verknüpft

Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und diesbezüglich orientierte Innovationen sind die bestimmenden Themen der 8. mtex+ . Die erstmals als dialogorientierte „Fair & Convention for Hightech Textiles“ konzipierte Veranstaltung findet am 9./10. Juni 2020 im neuen Carlowitz Congresscenter* in der Chemnitzer City statt.

Zum umfangreichen Fachprogramm gehört das von einer Sonderschau begleitete „Forum für TechTextile Nachhaltigkeit“, zu dem die Inntex GmbH, Chemnitz, einlädt. „Wir haben beispielsweise biobasierte Faserroh- und Faserverbundwerkstoffe im Blick; ebenso das Design for Recycling, die Sekundärnutzung textiler Rohstoffe sowie den Einfluss sich ändernder gesellschaftlicher Rahmenbedingungen auf neue Geschäftsmodelle“, erläutert Inntex-Geschäftsführer Torsten Brückner. „Dazu planen wir offene Workshops sowie eine Praxis-Exkursion in das nahe gelegene Sächsische Textilforschungsinstitut.“

Das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Kooperationsnetzwerk Textilrecycling „re4tex“ vermittelt in Kurzvorträgen und einer Podiumsdiskussion u. a. aktuelles Know-how zur Wiederaufbereitung von Carbonfaser-Verbundmaterialien sowie zum Recycling von Smart Textiles. Im Netzwerk wirken mehr als 20 Partner aus Forschung, Textilherstellung und Textilmaschinenbau mit.

„Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz sind die Megatrends der Zukunft. Europas vorwiegend mittelständisch strukturierte Textil- und Bekleidungsbranche braucht dafür auf gegenseitigem Vertrauen basierende Kooperationen über Branchen- und Ländergrenzen hinweg“, betont Dr.-Ing. Jenz Otto, Hauptgeschäftsführer des Verbandes der Nord-Ostdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie e. V. (vti). „Der neue, attraktive Veranstaltungsort der mtex+ ist dafür ‚atmosphärisch‘ die ideale Location.“

Konsortium bündelt Kompetenzen für Perspektiven der Technischen Textilien

Im Ergebnis einer futureTEX-Befragung zu den Herausforderungen der Markteinführung von Innovationen in der Textilbranche waren die am höchsten bewerteten Indikatoren die Adressierung der richtigen Märkte sowie Marketing und Vertrieb. Für die Überführung der wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Ergebnisse aus den futureTEXVorhaben in die Praxis, gilt es in den nächsten zwei Jahren den Weg zu ebenen. Dazu werden die Maßnahmen weiter intensiviert.

Vor dem Hintergrund der Digitalisierung, des demografischen Wandels und der Globalisierung soll die deutsche Textilbranche mit innovativen Produkten und Technologien, modernen Organisationsformen und neuen Geschäftsmodellen fit für die Zukunft gemacht werden. Seit 2014 arbeiten dafür im Verbundprojekt futureTEX mehr als 300 Firmen, Forschungseinrichtungen und Verbände. Das Ziel ist der Aufbau des modernsten textilindustriellen Wertschöpfungsnetzwerks Europas.

Um die ersten vielversprechenden Ergebnisse der zurzeit über 20 futureTEX-Vorhaben wirtschaftlich nutzbar zu machen, wurden transferfördernden Formate wie das KompentenzFrühstück und die KompetenzWerkstatt eingeführt. Während das KompentenzFrühstück in einem Unternehmen stattfindet bei dem sich Vertreter der Wirtschaft zu textil-technologischen Themen austauschen, treffen sich zur KompetenzWerkstatt Vertreter aus Forschung und Industrie. Gemeinschaftlich werden aus den erarbeiteten Ergebnissen Umsetzungsszenarien und der Weg dahin abgeleitet.

Am 13. November war die KARL MAYER Technische Textilien GmbH (KARL MAYER) Gastgeber für eine exklusive Runde von Unternehmern zum KompentenzFrühstück. Dr. Jürgen Tröltzsch, Senior Manager New Technologies, und Jens Bonitz, Bereichsleiter Produktion und Logistik und Mitglied des Digitalisierungsteams bei KARL MAYER erläuterten den Teilnehmern anschaulich die Herausforderungen im globalisierten Markt des Textilmaschinenbaus. Diese Aufgaben anzunehmen, bedeutet für den weltweit agierenden Spezialisten von Schusswirk- und Composite- Maschinen auch ganz neue Wege zu gehen, um immer einen Schritt schneller als der Wettbewerb zu sein. So launchte KARL MAYER im Herbst auf der ITMA ASIA + CITME die innovative Marke KM.ON. Die Erarbeitung entsprechender Software erfolgte durch ein KARL MAYER-eigenes Start-up.

Vier abgeschlossene Umsetzungsvorhaben stellten im Rahmen der KompetenzWerkstatt „Perspektiven TechTex“ am 14. November ihre erreichten wissenschaftlichen und insbesondere wirtschaftlichen Ergebnisse vor. Beim futureTEX- Konsortialführer, dem Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz, erörterten die Gäste angeregt neue Impulse für die Perspektiven der TechTex-Branche.

Maik Wonneberger, von der INVENT GmbH in Braunschweig und Koordinator des Vorhabens HeavyTows, erläuterte wie aus Hanfbastrinde als biogene Heavy Tows textile Leichtbauprodukte in Presstechnik und Harzinjektionsverfahren realisiert werden. Er berichtete als Highlight sogar von einem Prüfergebnis im E-Modul von 38 GPa für die Leichtbauteile.

„Wir brauchen eine bessere öffentliche Sichtbarkeit für rezyklierte Carbonfasern“, konstatierte RecyCarb-Koordinator Dr. Holger Fischer vom Faserinstitut Bremen e.V. in seiner Präsentation zur Aufbereitung von Carbonfaserabfällen und den Wiedereinsatz in textilen Flächengebilden für Faserverbundwerkstoffe. Dann kann die Kundenakquise durch die Industriepartner mit entsprechenden Marketingmethoden gelingen.

Dr. Lars Rebenklau vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) aus Dresden beschrieb die Entwicklung photovoltaisch wirksamer Schichten auf Technischen Textilien im Vorhaben PhotoTex.

Textile Bewehrungen für schalenförmige Verbundstrukturen, also von mehrfach gekrümmten Bauteilen bis hin zu Gebäudehüllen aus kunststoffgebundenen und mineralischen Matrizes waren das Thema von Dr. Daniel Franitza, FE-Union in Chemnitz. In dem bereits veröffentlichten TourAtlas ConTex gewährt das Vorhaben-Team einen umfassenden Einblick in die Technologie anhand des Baus eines eindrucksvollen Prototypens.

Die Textil-Experten erarbeiteten im anschließenden Ideenworkshop auf Basis der Ergebnisse und den bisherigen Erfahrungen die Voraussetzungen, Hürden und Möglichkeiten für den erfolgreichen Technologietransfer. Dabei stellten die Gäste sehr klar Themen rund um den Kunden wie Bedarfe, Nutzen, Bekanntheit sowie Time-to-Market in den Mittelpunkt. Wie adäquate Lösungen für neue Anwendungsfelder in bisher noch nicht angedachten Branchen aussehen können, führte bis zur Beschreibung möglicher Akteure und Forschungspartner.

Die Planungen der futureTEX-Veranstaltungsreihe für 2019 laufen bereits. Sie stehen generell auch projekt- und branchenübergreifend allen an Technischen Textilien interessierten Unternehmen offen.