Aus der Branche

Aachener Forscher haben die adaptive Textilfassade green.fACade entwickelt, die am 2. August in der Aachener Architekturfakultät der RWTH Aachen University vorgestellt wurde. green.fACade wird wie eine zweite Haut vor ein Gebäude montiert und kann die Stickoxidbelastung in Städten nachhaltig senken.

Die Reduzierung der schädlichen Stickoxide (NO und NO2) erreichen die Forscher durch eine Titandioxidbeschichtung auf der Fassade. Titandioxid wirkt dabei als Photokatalysator und ermöglicht das Oxidieren der Stickoxide zu abwaschbarem Nitrat (NO3-). Da die Fassade außerdem begrünt ist, trägt sie durch Photosynthese zur Umwandlung von Kohlendioxid in Sauerstoff bei. Dazu schafft eine grüne Fassade einen optischen Ruhepunkt im Stadtbild und verringert urbane Hitze durch Verdunstungskälte.

green.fACade gehört zum innovativen Forschungsprojekt „Adaptive Textilfassaden“, das die besonderen Eigenschaften von Textil nutzt. Textil kann durch seine Machart Sonnenlicht und Luft durchlassen und trägt so zu einem modernen, ästhetischen Gebäudedesign bei. Neu ist an dem Forschungsprojekt, dass weitere Elemente wie z.B. die Titanoxidbeschichtung oder Sonnenschutzelemente in die Textilfassade integriert und vor die bestehende Gebäudefassade gesetzt werden. Die adaptive Textilfassade agiert dabei eigenständig und schafft so eine Reduzierung des Energieverbrauches durch die positiven klimatischen Effekte an der Gebäudefassade.

„Adaptive Textilfassade“ ist Teil einer aktuellen Forschungsreihe mit dem Ziel, neuartige Fassadenkonstruktionen zu entwickeln, die klimaneutral sind und den Komfort der Anwohner erhöhen. Das Forscherteam besteht aus den drei RWTH-Bereichen Architektur (Fakultät für Architektur, Doktorand Architekt M.Sc. Jan Serode), Medizin (Uniklinik RWTH Aachen, Klinik für Augenheilkunde, Prof. Dr. Walter) und Textiltechnik (Institut für Textiltechnik, Prof. Dr. Gries) und konnte seine Kompetenzen hier bestmöglich einbringen.

In diesem Sommer wurde das Forschungsteam erstmalig unterstützt vom Münchener Architekturbüro Auer Weber, vertreten durch Geschäftsführer Philipp Auer: „Für uns Architekten sind die Entwicklungen im Bereich textiler Außenhüllen eine besondere Herausforderung. Hier verbinden sich hochentwickelte textile Werkstoffe und Verarbeitungsmethoden mit der Leichtigkeit und Anmut von Geweben. Durch adaptive textile Fassadenelemente wird sich die „Gebäudehülle“ immer mehr zur „Gebäudehaut“ entwickeln, einem System, das nicht nur Wetter-, Wärme- und Sonnenschutz bietet, sondern in ständigem intelligenten Austausch mit seiner Umwelt steht."

Die große Bedeutung dieser Themen für die Öffentlichkeit wurde dokumentiert durch die Anwesenheit von Kirsten Roßels, Vertreterin des Fachbereich Wirtschaft, Wissenschaft und Europa der Stadt Aachen.  Frau Roßels erläutert: „Als Stadt Aachen freuen wir uns über die innovativen und zukunftsorientierten Projektideen, die an der Aachener Hochschule entstehen, so z. B. die adaptive Textilfassade. Diese Entwicklungen unterstreichen die Bedeutung der Wissenschaftsstadt Aachen und ich würde es begrüßen, wenn diese und weitere Technologien auch in Aachen zukünftig sichtbar werden.“

Prof. Dr. Gries vom Institut für Textiltechnik resümiert: „Wir sehen eine große Chance darin, als Textilforscher gemeinsam mit renommierten Experten anderer Disziplinen konkrete Lösungsansätze für unsere städtischen Lebensräume zu entwickeln. Ich bin sicher, dass wir so das städtische Klima angenehmer gestalten und die Schadstoffbelastung reduzieren können.“

Das AZL wird seine Zusammenarbeit zu Composites in Gebäuden und im Infrastrukturbereich fortsetzen, nachdem es eine erste Markt- und Technologiestudie abgeschlossen hat, die neue Potenziale für Composite-Technologien in Bau- und Infrastrukturmärkten identifiziert hat. Ziel der neuen AZL Workgroup, die am 25. Januar 2018 erstmals zusammentritt, ist es, gemeinsam neue Anwendungen zu entwickeln und die Geschäftsentwicklung für Composites in diesen beiden Wachstumsmärkten zu unterstützen. Die Veranstaltung steht interessierten Unternehmen aus der Composite-Industrie sowie dem Bau- und Infrastrukturmarkt offen

Ziel des ersten Arbeitsgruppentreffens ist es, Erkenntnisse aus der Studie in eine langfristige Arbeitsgruppenzusammenarbeit zu überführen und Themen und Initiativen für die gemeinsame Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Prozess- und Fertigungstechnologien, Brandschutzvorschriften, Werkstoffe sowie Normen und Standards zu definieren. Industrielle Keynote-Präsentationen stellen diese Handlungsfelder vor und geben Einblicke in Bau- und Infrastrukturanwendungen für Verbundwerkstoffe. Darüber hinaus bietet das Treffen eine Plattform, um Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu vernetzen.

Dr. Amer Affan, CEO und Gründer von AFFAN Innovative Structures mit Sitz in Dubai, ist verantwortlich für verschiedene Composite-Projekte in Gebäudeanwendungen wie beispielsweise das Museum of the Future in Dubai: „Seit 2010 setzen wir strukturelle Composites im Bauwesen ein. Composites sind im Vergleich zu den traditionellen Baustoffen (Stahl, Beton, Holz und Aluminium) in der Tat ein Hightech-Werkstoff, aber in der konservativen und preissensiblen Bauindustrie sind sie noch nicht als solcher anerkannt. Das AZL, insbesondere sein Standort an der RWTH Aachen und seine Partnerfirmen, bieten eine gute Plattform, um den Einsatz von Verbundwerkstoffen im Bauwesen voranzutreiben.“

Das AZL hat zusammen mit mehr als 25 Unternehmen die gemeinsame Markt- und Technologiestudie zum Thema „Neue Potenziale für Verbundwerkstofftechnologien in Bau und Infrastruktur“ abgeschlossen und damit ein breites Wissen über das Geschäftspotential für Composite-Technologien in diesen beiden Wachstumsmärkten aufgebaut. In einem strukturierten Ansatz ermittelte die Studie die Schlüsselsegmente sowie die Technologien/Anwendungen mit dem höchsten Markt- und Technologiepotenzial. Analysen von 20 Marktsegmenten, die Untersuchung von 438 Anwendungen, Technologieanalysen von 25 Highlight-Komponenten und 11 detaillierte Business Cases wurden während der gesamten Studie erarbeitet. Neben Bedarfsanalysen für Werkstoffe und Fertigungstechnologien wurden neue Konzepte für effiziente, rentable Fertigungstechnologien und Kostenanalysen entwickelt. Mit der Workgroup wird das AZL diese Initiative einen Schritt weiter treiben mit dem Ziel, eine langfristige Kooperationsplattform für Verbundwerkstoffe in Bau- und Infrastrukturmärkten aufzubauen.

Justin Jin, CEO des koreanischen Unternehmens AXIA Materials, nahm an der Studie teil und ist Teil des AZL-Partner-Netzwerks: „Als Hersteller großflächiger thermoplastischer Composite-Platten und Composite SIP (Structural Insulated Panel) sind wir bestrebt, Composites in B&I-Anwendungen auf die effizienteste Art und Weise voran zu treiben. Die AZL-Studie über Gebäude und Infrastruktur bot uns eine hervorragende Vernetzung mit den wichtigsten Akteuren in diesem Geschäftsfeld und die Möglichkeit, unsere Produkte mit Schlüsselkomponenten von Partnern zu stärken. Die Studie vermittelte uns auch ein angemessenes Marktverständnis, einschließlich Marktgröße/Volumen in Zahlen, um den Wert unserer Technologie für die Bauindustrie zu belegen. Wir freuen uns darauf, diese ersten Erkenntnisse weiterzuverfolgen und gemeinsam mit dem AZL und seinen Partnern Anwendungen zu realisieren.“

Neben den Networking-Möglichkeiten bietet das Workgroup-Treffen die Möglichkeit, einen Einblick in die Aktivitäten des AZL-Netzwerks zu erhalten, das aus neun Forschungsinstituten am RWTH Aachen Campus und mehr als 80 Unternehmen aus 21 Ländern besteht. Im Rahmen einer optionalen Führung besuchen die Teilnehmer ausgewählte Institute auf dem Campus der RWTH Aachen. Die Veranstaltung steht allen interessierten Unternehmen offen und ist kostenlos.

Mehr Informationen zum Meeting und zur Studie:

Informationen zu AZL-Aktivitäten im Bereich Bau und Infrastruktur:
www.azl-lightweight-production.com/composites-buildings-infrastructure

Details und Registrierung zum Workgroup Meeting am 25. Januar 2018:
http://www.azl-lightweight-production.com/termine/1st-workgroup-meeting-buildings-infrastructure

Prof. Dr. Konstantin Kornev, Clemson University, USA, hat am Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH-Aachen University einen Vortrag über biologisch inspirierte, Faser-basierte Nanofluidik gehalten. In einem sehr lebendigen Vortrag zeigte er auf, wie durch Butterfly proboscis, eine flexible Faser, die als Fütterungsgerät von Schmetterlingen und Motten dient, die Rolle der Oberflächenmorphologie und Chemie dieser komplexen multifunktionellen Fasern zu verstehen ist. Hierbei konnte er mit Hilfe der Röntgenphasen-Kontrast-Bildgebung, der Hochgeschwindigkeitsoptischen Bildgebung und von magnetischen Sonden komplexe Mechanismen von Fluid- und Rüssel-Wechselwirkungen nachweisen. Mit den Grundprinzipien des Rüssel-Funktionierens demonstrierte er anschaulich in dem Vortrag, wie flexible Faser-basierte Sonden für den Transport von kleinen Mengen an Flüssigkeiten entworfen und produziert wurden. Garne aus Nanofasern mit entsprechender Porosität haben außergewöhnliche Fähigkeiten, unterschiedliche Flüssigkeiten zu transportieren. Einige Biotechnologie-Anwendungen von Faser-basierten Sonden wurden im Vortrag gezeigt.

In May 2017, Jochen Adler, Vice-President and Chief Technology Officer at Oerlikon Textile GmbH & Co. KG, presented a Oerlikon Barmag take-up winder as a partial gift to Prof. Dr Thomas Gries, head of the Institut für Textiltechnik (ITA) at RWTH Aachen University. The new Type ASW602 winder, which is equipped with modern control software and user interface, replaces the former institute’s Barmag take-up winder.

Due to this modernisation, ITA has access to a latest generation take-up winder which is used for various research projects. The new winder is applied at ITA’s two pilot melt spinning plants and ensures the transfer of new research and development insights into the pilot scale. Furthermore, this winder has two winding positions and operates with winding speeds between 2500 m/min and 5500 m/min. The new winder is suitable for all kinds of polymers, from polypropylene to polyethylene, polyester, polyamide etc. as well as for the production of several types of yarn, such as industrial yarn, pre-oriented yarn and fully-drawn yarn.
“We thank Oerlikon Barmag for the generous partial gifting and the support during the set-up of the new take-up winder”, says Prof. Dr Thomas Gries. “The new equipment will keep the institute’s machine park on a high and powerful level.” The head of ITA’s chemical fibre department Dr Thorsten Anders adds: “This winder is designed for the needs of chemical yarn research. It allows state of the art technology research and development and pilot-scale production. We will use it for the melt spinning plants in the single- and bi-component spinning process. This way, we can access a wide variety of producible yarn types.“

Das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University hat gemeinsam mit der Firma mezzo-forte Streichinstrumente aus Werther einen zerlegbaren Kontrabass aus carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK) entwickelt, dessen Hals und Corpus durch eine Verbindungsstelle aus CFK zerlegt werden können. Hier ergibt sich ein großer Vorteil beim Transport: So misst der zerlegbare Kontrabass maximal 1,10 m in der Länge anstelle von 2 m Länge in nicht-zerlegtem Zustand. Damit kann der zerlegbare Kontrabass per PKW und in Standardgepäckboxen transportiert werden und spart die bisherigen hohen Transportkosten als Sondergepäck ein.

Die eigentliche Innovation liegt darin, dass sowohl Verbindungsstelle als auch das Instrument aus CFK gefertigt sind und so keine klanglichen Einbußen durch einen Werkstoffwechsel in der Verbindungsstelle entstehen. Warum? Eine Verbindungstelle muss gleichzeitig sehr steif und robust sein. Hier stellt carbonfaserverstärkten Kunststoff das ideale Baumaterial für einen Kontrabass dar, da er eine hohe Steifigkeit und gute mechanische Eigenschaften besitzt. Wenn Instrument und Verbindungsstelle aus unterschiedlichen Werkstoffen sind, kann dies zu einer klanglich inaktiven Region im Instrument und damit zu einem schlechten Klang und einem instabilen Instrument führen.

Das ITA zeigt auf dem Elmatex-Stand D05 in Halle 3.0 die Exponate „PolyTube“, „ScaffBag“, „Tailored Non-crimp Fabrics (T-NCF)“ und „Hybridvliesverstärktes Polyamid-Blech“. Diese Exponate demonstrieren, wie textile Gelegestrukturen maßgeschneidert ausgelegt, Stapelfaservliese aus Carbon mit einer 3D-Struktur erstmalig als Verstärkungsstruktur eingesetzt, wie die elektronischen Leitfähigkeit von Carbonfasern genutzt und recycelte Carbonfasern verwendet und wie ein Airbag für eine persönliche Schutzausrüstung im Baugewerbe gegen Absturz sichern kann.