From the Sector

• Reduction of material usage by up to 50 percent through innovative draping strategy in the production of fibre composite materials

In fibre reinforced plastic (FRP) production, stamp forming is one of the most economical processes for automated large-scale production, e.g. in the BMW i-series. However, the current processes are susceptible to draping errors and a high proportion of waste. An innovative process developed at the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, can now significantly reduce the scrap rate and reduce the waste rate of high-priced reinforcing textiles, such as carbon fibre textiles, by up to 50 percent. Sven Schöfer from ITA achieved this effect with his work "Development of a textile-based material feed to increase the preform quality during stamp forming of reinforcing layers". On 10 September 2019, he won the third AVK Innovation Prize in the "Research and Science" category at Composite Europe in Stuttgart, Germany.

Current process
In stamp forming, clamping grippers are usually used in industry to feed the stacked individual layers to the forming process and position them on the lower tool via a clamping frame or hold-down device. Due to the clamping grippers, the cutting proportion of cost-intensive reinforcing textiles is high, as additional material at the textile edge is necessary with clamping systems. Other approaches to feeding the reinforcing semi-finished product during forming and simultaneously improving the draping quality are also not economical: they are usually only designed for certain textile cuts, cannot be automated, are prone to errors or are expensive special solutions.

There is currently no system in the industry that can apply retention forces along a final contour with low waste and remains flexible in terms of geometry.

Innovative approach of Sven Schöfer
The innovative process developed by Sven Schöfer works with a detachable textile joint, a so-called tufting seam. It allows the single layers to slide off during the forming process under a retention force dependent on the seam design.

This reduces or completely eliminates draping errors in previously critical areas, even with complex preform geometries. This leads to a significant increase in preform quality and a reduction in scrap rates. The process is also highly efficient, as tensile forces can be applied to any component geometry on near-net-shape blanks. This reduces the material input by up to 50 percent.

The study "Technologies, Markets and Players" by E-Textiles 2018-2028 predicts a 2 billion dollar growth of the smart textile market. This growth can only be achieved by replacing the existing approaches, mostly manual production, with series production. With the Smart Textiles Micro Factory, the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, will be demonstrating for the first time on the Texprocess stand, stand number C02, in the transition from Halls 4.1 and 5.1 how a smart textile can be manufactured from design to finished product together with various partners by producing a smart cushion.

The product and the manufacturing process are the result of co-innovation. In the future, co-innovation for smart textiles is to be implemented via the GeniusTex platform. As part of the German Federal Ministry of Economic Affairs and Energy's major strategic project for the “Smart Service World”, ITA is working with partners from industry and research to develop the online platform for smart textile innovation.

Am Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) in Halle 5A Stand D17 demonstriert das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) vom 12.-14. März 2019 in Paris seine Kompetenzen in den Bereichen Glasfasern, Preforms und Carbon Composites.
Die Exponate stammen aus unterschiedlichen Anwendungsfeldern und adressieren die Branchen Automotive, Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau.

1. Innovative Glasfaserforschung am ITA
   Der modulare Aufbau der neu entwickelten, induktiv beheizten Glasfaserproduktionsanlage ermöglicht hohe Flexibilität in der Forschung und das Induktionssystem eine deutlich schnellere Bedienbarkeit. Erstmalig werden am Stand des ITA Glasfasern live auf der JEC World hergestellt. Zu den Neuheiten der Anlage gehört das induktiv beheizte Bushing. Es hat ein flexibles Design und besteht aus einer Platin-/Rhodium-Legierung (Pt/Rh20) zum Einsatz für Hochtemperaturgläser. Die Glasfaserproduktionsanlage wurde so konstruiert, dass sich neue Konzepte und Ideen schnell erproben lassen.
    
2. DrapeCube – Umformung textiler Halbzeuge
   Der DrapeCube bietet eine kostengünstige Konstruktion zur Herstellung von Faservorformlingen aus textilen Halbzeugen. Er kommt zum Tragen bei der Fertigung von Preforms für Prototypen und in der Kleinserie und eignet sich für Unternehmen, die in der von faserverstärkten Kunststoffen (FVK) tätig sind.
   Bei der Produktion von FVK-Bauteilen wird im Preformingprozess ein Großteil der späteren Bauteilkosten definiert. In kleinen und mittelständischen Unternehmen wird dieser Prozessschritt oft noch manuell ausgeführt. Daraus resultieren hohe Qualitätsschwankungen und Bauteilpreise. Besonders bei hochbelasteten Strukturbauteilen führt die Qualitätsschwankung dazu, dass die Bauteile überdimensioniert sind. So wird das Leichtbaupotential von faserverstärkten Kunststoffen zu wenig genutzt.
   Eine Lösung bietet das aus der blechumformende Industrie adaptierte Stempelumformverfahren zur Formgebung von Verstärkungstextilien. Dabei wird das Textil zwischen zwei Formhälften (Patrize und Matrize) eingelegt und automatisiert umgeformt. Dieses Verfahren kommt aufgrund hoher Anlagen- und Werkzeugkosten fast ausschließlich in der Großserie zum Einsatz. Das ITA hat die Formgebungsstation DrapeCube entwickelt, die eine kostengünstige Alternative bietet und in der Lage ist, den aktuellen Stand der Technik für die Formgebung textiler Halbzeige vollständig abzubilden. Am Stand werden die Prozessschritte in einem Video demonstriert.
    
3. Kohlenstoffaserverstärkter Kunststoff (CFK)-Preform
   Der CFK-Preform besteht aus Carbon-Multiaxial-Gelege, das durch expandiertes Polystyrol (EPS) umgeformt ist, um die Drapierqualität zu optimieren. Durch die schonende, textilgerechte Umformung mittels Schaumexpansion können Preforms in erhöhter Qualität hergestellt werden. Erstmalig wurde die Schaumexpansion genutzt, um Preforms so umzuformen, dass die Drapierqualität im Vergleich zur klassischen Stempelumformung verbessert wird.
   Die Vorteile des so umgeformten CFK-Preforms liegen in der Einsparung von Anlagenkosten, da das Investment viel geringer ist. Dazu wird der Verschnittanteil reduziert, weil eine endkonturnahe Fertigung ermöglicht wird. Darüber hinaus wird der Ausschuß verringert, da weniger Fehler im Textil entstehen.
   Zielgruppe sind die Hersteller von faserverstärkten Bauteilen, insbesondere für die Klein- und Mittelserie, bei denen die klassische Stempelumformung nicht wirtschaftlich ist.
    
4. Gestickter Preform mit integriertem Metallinsert
   Die 12k Carbonfaserrovings werden durch das Spezial-Stickverfahren Tailored Fibre Placement (TFP) zu einem Preform abgelegt. Beim weiteren Lagenaufbau wird der Insert nicht nur unter den Rovinglagen integriert, sondern durch zusätzliches Umschlaufen fixiert. Der hochintegrative Preformingansatz bietet die Möglichkeit zur Reduktion von Gewicht und Prozessschritten sowie zur Steigerung der mechanischen Performance.
   Bisher wurden Inserts geklebt oder es waren Bohrungen im Bauteil notwendig. Aufgeklebte Inserts sind durch die Klebefläche limitiert. Das Einkleben von Inserts in Bohrungen zieht hohe Bohrerabrasion und damit hohen Werkzeugverschleiß nach sich.
   Die Vorteile des gestickten Preforms mit integriertem Metallinsert bestehen in der Reduktion von Verschnitt durch TFP-Preforming und der Steigerung der spezifischen Ausreißkraft. Dazu besteht die Möglichkeit, die Herstellung integrativer Preforms zu automatisieren. Damit ist der Preform mit integriertem Metallinsert interessant für die Zielgruppe Automotive und Luft- und Raumfahrt.

• Mit einem Festakt haben Dr. Eva-Maria Stange, Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst des Freistaates Sachsen, Prof. Gerhard Rödel, Prorektor für Forschung der Technischen Universität Dresden, Prof. Hubert Jäger und Prof. Chokri Cherif am 02.11.2018 das Carbonfaser-Technikum des Research Center Carbon Fibers (RCCF) eröffnet.

Das RCCF, eine gemeinsame wissenschaftliche Einrichtung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) und des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden, wurde gegründet, um die Carbonfasern vom Faserrohstoff bis zum fertigen Bauteil zu erforschen und neue Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten zu entdecken.

„Sachsen verfügt in der Schlüsseltechnologie Werkstoff-, Material- und Nanowissenschaft über hervorragende Rahmenbedingungen und hoch motivierte Wissenschaftler an Hochschulen und Forschungseinrichtungen, die in dieser Spezialisierung weltweit ihresgleichen suchen“, erklärt dazu Staatsministerin Dr. Stange. „Beinahe alle Materialklassen von Metallen, Polymeren, Keramiken bis hin zu Verbund- und Naturwerkstoffen werden auf international hohem Niveau bearbeitet. Dabei greifen Grundlagen- und Angewandte Forschung in zahlreichen Feldern eng ineinander und bilden geschlossene Entwicklungsketten bis zu einem Transfer in die Wirtschaft – regional, national und international.“

Der Prorektor für Forschung der TU Dresden, Prof. Gerhard Rödel, ergänzt: „Mit dem Carbonfaser-Technikum ist im Research Center Carbon Fibers eine weltweit einzigartige Anlage entstanden, die völlig neue Möglichkeiten eröffnet. Es geht darum, Fasern mit einem möglichst hohen Individualisierungsgrad zu designen – je nach Bedarf und Einsatzbereich.“

Auf der derzeit installierten, einzigartigen Anlage erforschen Wissenschaftler des RCCF unter Reinraum-Bedingungen die Grundlagen für maßgeschneiderte Kohlenstofffasern und erschließen deren hohes Innovationspotential. Dabei greifen die Forscher auf einzelne Anlagenmodule zur Stabilisierung und Carbonisierung mit industrienahem Ofendesign und individuell einstellbaren Parameterkombinationen zurück. Durch den außerordentlichen Reinheitsgrad sind die Carbonfasern für die Anforderungen der Luft-/Raumfahrt- und der Automobilindustrie maßgeschneidert.

„Die Carbonfaser ist der Stahl des 21. Jahrhunderts“, führt Prof. Hubert Jäger, Sprecher des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), aus. „Ganze Branchen erfinden sich derzeit durch diesen Werkstoff neu und erreichen mit ihren Produkten nie gedachte Dimensionen. Das Problem ist jedoch die Verfügbarkeit. Wir werden mit dem Carbonfaser-Technikum einen Beitrag dazu leisten, dass aus Sachsen heraus dieser Werkstoff nicht nur leichter verfügbar, sondern auch besser und maßgeschneidert einsetzbar wird für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugbau, Architektur und Hochleistungselektronik.“

„Mit der Inbetriebnahme des Carbonfaser-Technikums unter Reinraumbedingungen am RCCF gelingt es uns, die Prozesskette zur Fertigung maßgeschneiderter Kohlenstofffasern signifikant zu erweitern. Die notwendigen Maschinentechniken des ITM einschließlich der bereits gewonnenen Erfahrungen bei Prozessoptimierungen zur Herstellung von Precursorfasern, dem Ausgangsmaterial für die neuen Stabilisierungs- und Carbonisierungslinien, stehen in künftigen Forschungsvorhaben den Wissenschaftlern des RCCF zur Verfügung. Somit geben wir am exzellenten Forschungsstandort Dresden die Initialzündung für die weiterführende Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung auf dem Gebiet der Kohlenstofffasern“, ergänzt Prof. Chokri Cherif, Direktor des ITM und Inhaber der Professur für Textiltechnik.

Das Carbonfaser-Technikum umfasst einen mehr als 300 m² großen Reinraum der Klasse ISO 8. Neben den beiden auf etwa 30 Metern aufgestellten Stabilisierungs- und Carbonisierungslinien sind weitere Flächen für künftige Erweiterungen der Gesamtanlage vorgesehen, zum Beispiel ein weiterer Hochtemperaturofen, in dem Carbonfasern bis zu Temperaturen über 2000°C graphitierbar sind oder unikale Beschichtungsanlagen zur Oberflächenaktivierung.

Die RCCF-Wissenschaftler ergründen die Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern, Faserstruktur und weiteren mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften bei der Herstellung von Carbonfasern, um die Fähigkeiten des Hightech-Werkstoffes weiter zu steigern. Zusätzlich nehmen die Forscher die Entwicklung multifunktionaler Fasern mit neuartigen Eigenschaftsprofilen wie hohe Leitfähigkeit bei hoher Festigkeit oder ausgeprägter Verformbarkeit sowie die Nutzung erneuerbarer Ausgangsstoffe in den Fokus ihrer Arbeiten.

Ein weiterer Schwerpunkt der RCCF-Aktivitäten ist die tiefgreifende studentische Ausbildung im Bereich der Carbonfaser-Herstellung. Den Studierenden werden dabei fundierte Kenntnisse in Herstellung und Weiterverarbeitung von Carbonfasern vermittelt, damit sie in diesem Bereich der Zukunftstechnologien dem sächsischen und deutschen Arbeitsmarkt zur Verfügung stehen. Etwa 15 Studierende werden pro Jahr in Forschungsbereiche wie die Prozessführung, -modellierung und -überwachung sowie die Entwicklung, Fertigung und Charakterisierung neuer Carbonfasern und Verbundwerkstoffe einbezogen.

Das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University, kurz ITA, zeigt auf der Composites Europe in Stuttgart vom 06.-08. November Produkte, Bauteile und Maschinen entlang der Faserverbundprozesskette. Das ITA präsentiert sich auf dem Stand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) in Halle 9, Stand E70. Anhand verschiedener Demonstratoren werden ausgewählte innovative Prozesse und Produkte über die einzelnen Schritte hin dargestellt. Die Exponate stammen aus unterschiedlichen Anwendungsfeldern: Von Mobilitätsanwendungen bis hin zur Baubranche. Anbei ein Beispiel aus dem Baubereich:

Durch den Barhocker aus Beton mit hybrider Carbon-Textilbewehrung beweist das ITA, dass Textilbetonelemente eine enorme geometrische Gestaltungsfreiheit ermöglichen und gleichzeitig einfach herstellbar sind. Bislang war die manuelle Positionierung der Textilbewehrung zeitaufwändig und komplex, da zulässige Toleranzen im Millimeterbereich liegen. So trug die Fertigung hauptsächlich zu den hohen Kosten von Textilbeton bei.

Am ITA wurde gemeinsam mit den beiden Industriepartnern Albani Group GmbH & Co. KG und DuraPact 2.0 Kompetenzzentrum Faserbeton GmbH eine neue Hybridbewehrung mit integriertem Ab-standshalter entwickelt. Diese Hybridbewehrung senkt die erforderliche Zeit zur Positionierung der Bewehrung um bis zu 60 Prozent und macht den Werkstoff damit deutlich wettbewerbsfähiger.

Die kostengünstige, hybride Bewehrung enthält einen integrierten Abstandshalter und ermöglicht damit die einfache Positionierung von trockenen und beschichteten Bewehrungen. Durch den integrierten Abstandhalter lassen sich schnell mehrere Bewehrungslagen stapeln, wodurch der gewünschte Bewehrungsgrad einstellbar ist. Die Hybridbewehrung besteht aus einem Carbon- oder Glasfasergitter, das mit einer durchlässigen Matte aus Polyamid gefügt ist und in naher Zukunft bei den Industriepartnern als Rollenware erhältlich ist.

The Mechanical Engineering Industry Association (VDMA) has awarded two prizes to graduates of the Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University - the dissertation prize and the creativity prize of the Walter Reiners Foundation of German Textile Machinery 2018. ITA alumnus Dr Benjamin Weise was awarded the dissertation prize for the development of novel fibres for textile charge storage devices. For their work on a guide to 4D product design, Jan Merlin Abram and Aalon Tal (both ITA students) were honoured with the creativity prize. The dissertation prize is endowed with €5,000 whilst the creativity prize contains a one-year scholarship of €250 per month. Peter D. Dornier, President of the Walter Reiners Foundation and Chairman of the Management Board of Lindauer DORNIER, presented the awards on the 18 September 2018 at the 18th Textile Machinery Forum in the Digital Capability Center in Aachen, Germany.

Graphene revolutionizes all-in-one - supercaps, reduction of terahertz radiation and antistatics

In his dissertation "Development of graphene-modified multifilament yarns for the production of textile charge storage devices", laureate Dr Benjamin Weise developed novel fibres made of polyamide and graphene and further processed them into textile surfaces. The newly developed polyamide graphene fibres are featuring a multitude of advantages:

• Due to their high performance in the charge storage area, they are predestined for use in double-layer capacitors, so-called super capacitors, or supercaps in short. Compared to lithium-ion batteries, supercaps offer significantly higher power density and a longer lifetime as no chemical reactions are taking place. towing to the graphene platelets in the filaments, it is now possible for the first time to integrate a charge storage device directly into a textile without having to sew in a rechargeable battery. This new fibre is therefore suitable for prospective use in smart textiles, for instance in a textile defibrillator.
• The new graphene-modified polyamide fibres can attenuate inident terahertz radiation up to 25 % of their original intensity. Terahertz radiation, for example, offers transmission rates of 100 Mbit/sec and is therefore of high interest for high-performance wireless communication. However, the radiation could damage sensible electronics as in aircrafts if this technology will be used widespread. Consequently, the shielding of the radiation is of high importance, e.g. in the form of fibre composite components in the aircraft, which protect the on-board electronics.
• As the fibres are showcasing a dissipative electrical conductivity, personal protective equipment is another prospective field of application.  

The development of a pilot process for graphene-modified fibres and the production of textile demonstrators are novel and disruptive attainments of Dr Weise’s PhD thesis and the reason for the award ceremony to him. Due to its outstanding properties, the European Union is funding research on graphene within the frame of the "Graphene Flagship" with an overall budget of one billion Euro (source: http://graphene-flagship.eu/project/Pages/About-Graphene-Flagship.aspx).

Modular product design of 4D products is now possible in simplified form

How can three-dimensional products change their shape over time and thus become "four-dimensional"? The students Jan Merlin Abram and Aalon Tal provide answers to this question in their project work "Leitfaden zur Auslegung hybrider morphender Textilien am Beispiel eines Scharniers" (Guidelines for the Design of Hybrid Morphing Textiles Using the Example of a Hinge), for which they were awarded the creativity prize. In their work, the students offer a guideline for the development of a four-dimensional textile from the idea to the demonstrator. Four-dimensional textiles, for example, consist of a hybrid material of elastic textile on which three-dimensional structures are printed. The fourth dimension describes the change in shape and/or a property over a defined period of time (= morphing).  This change is caused by external influences such as light and heat.

Every year, the Foundation of the German Textile Machinery awards prizes for the best dissertation, diploma or master's thesis and the creativity prize for the smartest student research project. Further prizes were awarded to Eric Otto, ITM Dresden, and Susanne Fischer, Reutlingen University.

Packaging solution made of 100% plastic recyclate delivers circular economy proof point
Borealis, a leading provider of innovative solutions in the fields of polyolefins, base chemicals and fertilizers, announces the successful launch of a new packaging solution produced entirely with post-consumer recycled (PCR) material. Developed in close collaboration with the German consumer and industrial goods company Henkel and two additional value chain partners, this truly sustainable packaging solution is further evidence of how mtm plastics GmbH, a member of the Borealis Group, is helping increase the circularity of plastics. The launch has significance for the consumer goods industry because the robustness of this new packaging solution provides further evidence that plastic recyclate is indeed suitable for a variety of demanding packaging applications, in this case a popular adhesive brand marketed by Henkel.

Value chain collaboration yields plastic bottle and nozzle composed of 100% PCR material
In 2016, Borealis acquired leading German recycler mtm plastics GmbH, which is now a member of the Borealis Group. By leveraging their respective areas of expertise and decades of experience as a virgin polyolefins producer and “upcycler”, respectively, Borealis and mtm plastics are exploring new growth opportunities with joint forces.

A success story originating from this exploration is a recently completed pilot project with Henkel, the global leader for adhesives, sealants and functional coatings. The companies have worked to develop a new packaging solution based on recycled material for the Made-at-Home all-purpose glue bottle and cap, which Henkel is marketing under its well-known Pattex brand.  The aim was to replace the virgin plastic material traditionally used for this packaging with a recyclate-based resin. The resin, however, had to fulfil the diverse material demands for packaging of an adhesive product.

After extensive and joint application development, a new bottle was developed with the proprietary mtm product Purpolen® PE, a high-quality polyethylene regranulate produced by mtm at its facilities in Niedergebra, Germany. Value chain partner KKT Kaller Kunststoff Technik GmbH, a plastics processor also based in Germany, manufactured the bottles. For the three separate components of the adjustable applicator nozzle, which is used for both filigree and wide-area gluing, high-quality Purpolen® PP polypropylene regranulate produced by mtm was identified as the ideal solution. German plastic components manufacturer bomo trendline Technik GmbH produced the applicator nozzles.

The new Pattex Made-at-Home packaging solution successfully passed extensive application tests, including a three-month storage test and other tests of mechanical properties. It was launched on the European market in 2018.

“Our commitment to leadership in sustainability is deeply embedded in our companies´ values,” explained Matthias Schaefer, Project Manager for Global Packaging Engineering at Henkel Adhesive Technologies. “We are at the forefront of the industry when it comes to new sustainability strategies in packaging.  Thus, we identified Pattex Made-at-Home as a candidate for exploring the use of recyclate instead of virgin plastics. This constructive collaboration with our partners proves the viability of 100% PCR material for an adhesive product like Made-at Home. It also underscores our efforts at Henkel to drive leadership in sustainability in the consumer goods sector.”

“As a virgin polyolefins producer, Borealis is thrilled to be among the pioneers in using plastic recyclate in new applications,” says Günter Stephan, Head of Borealis Circular Economy Solutions. “Even though momentum is gaining in the drive to increase the circularity of plastics, we still need to prove without a doubt within the industry that using recyclates – and even 100% PCR – is a suitable and effective option, even for demanding applications. Thanks to this successful value chain cooperation with our partners Henkel, KKT and bomo, we are giving plastics a second life and are thus one step closer to the goal of a more circular economy of plastics.”
 

Dresden - Dresdner Forscher wollen eine völlig neue Werkstoffklasse entwickeln, bei der Aktoren und Sensoren in flexible Faserverbundwerkstoffe integriert werden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte dazu das neue Graduiertenkolleg 2430 „Interaktive Faser-Elastomer-Verbunde“ an der TU Dresden in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden. Sprecher ist Prof. Chokri Cherif vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden. In den nächsten 4,5 Jahren werden neben Sach- und Projektmittel insgesamt 11 Doktorandinnen und Doktoranden in 11 interdisziplinären Teilprojekten gefördert.
Ziel ist die simulationsgestützte Entwicklung intelligenter Werkstoffkombinationen für sogenannte autarke Faserverbundwerkstoffe. Dabei werden Aktoren und Sensoren in die Strukturen integriert und müssen nicht mehr wie bisher nachträglich platziert werden. So werden die Systeme robuster, komplexe Vorformungsmuster lassen sich an der gewünschten Stelle maßgeschneidert einstellen – und zwar reversibel und berührungslos. Zu diesem Themenbereich wird an der TU Dresden und insbesondere auch am ITM seit Jahren intensiv geforscht.

Faserverbundwerkstoffe werden aufgrund der hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten sowie der Möglichkeit zur maßgeschneiderten Einstellung dieser Eigenschaften immer stärker in bewegten Komponenten eingesetzt. Durch die Integration adaptiver Funktionalitäten in derartige Werkstoffe, entfällt die Notwendigkeit einer nachträglichen Aktorplatzierung und die Robustheit des Systems wird signifikant verbessert. Besonders vielversprechend sind dabei Aktoren und Sensoren auf textiler Basis, wie sie am ITM erforscht und entwickelt werden, da diese direkt im Fertigungsprozess in die Faserverbundwerkstoffe integriert werden können.

Der innovative Ansatz besteht darin, die heute nicht verfügbare Werkstoffklasse der interaktiven Faser-Elastomer-Verbunde (I-FEV) mit strukturintegrierter Aktorik und Sensorik zu schaffen und wissenschaftlich zu durchdringen. Die Entwicklung von I-FEV erlaubt beispielsweise die geometrischen Verformungsfreiheitsgrade von mechanischen Bauteilen reversibel und berührungslos einzustellen und so sehr schnell und präzise auf variable Anforderungen der Umwelt zu reagieren.

Mit ihren innovativen Eigenschaften sind interaktive Faser-Elastomer-Verbunde für zahlreiche Anwendungsfelder im Maschinen- und Fahrzeugbau, in der Robotik, Architektur, Orthetik und Prothetik prädestiniert: Beispiele sind Systeme für präzise Greif- und Transportvorgänge (z.B. bei Handprothesen, Verschlüssen und verformbaren Membranen) und Bauteile (z.B. Trimmklappen für Land- und Wasserfahrzeuge).

Dresden - Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier besuchte die Preisträger des Zukunftspreises 2016 und den Standort des Carbonbeton in Dresden

Im Rahmen seines zweitägigen Antrittsbesuchs in Sachsen war Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier am 14. November 2017 an der TU Dresden zu Gast. Gemeinsam mit seiner Frau Elke Büdenbender informierte er sich vor Ort über den prämierten Zukunftswerkstoff Carbonbeton.

In einer anschaulichen Präsentation informierten die Preisträger des Zukunftspreises 2016 – der Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation, Professor Chokri Cherif, Direktor des Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden, der emeritierte Professor Peter Offermann, Vorstandsvorsitzender des Verbandes Tudalit und Beirat im Deutschen Zentrum Textilbeton und Professor Manfred Curbach, Direktor des Institutes für Massivbau der TU Dresden, über das zukunftsträchtige Material Carbonbeton und das dazugehörige Großforschungsprojekt C³ – Carbon Concrete Composite.

Dabei überzeugte sich das Bundespräsidentenpaar in vertiefenden Gesprächen mit Dresdner Wissenschaftlern von den ökologischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Vorteilen des innovativen Verbundwerkstoffes. Mithilfe der zahlreichen Demonstratoren, die das Material von der Entstehung bis zum fertigen Produkt darstellen, konnten die besondere Leichtigkeit und Formbarkeit von Carbonbeton eindrucksvoll veranschaulicht werden.

Die Weichen für den Erfolg des Carbonbetons wurden bereits 1993 von Professor Offermann an der TU Dresden als Erfinder des Textilbetons gestellt. Aus dieser Vision entstand der erste Sonderforschungsbereich, welcher maßgeblich von der Innovation des ITM geprägt war. Gemeinsam haben die drei prämierten Carbonbetonforscher Cherif, Offermann und Curbach die Forschungsaktivitäten zum Einsatz von Carbon als textile Bewehrung im Beton in zahlreichen weiteren interdisziplinären Forschungsprojekten stetig vorangetrieben. Schon seit 2006 werden deutschland- sowie weltweit alte Bauwerke, oder auch riesige Silos mit Carbonbeton verstärkt.

Der Baustoff Carbonbeton stellt also nicht nur eine Innovation für den Standort Dresden dar, sondern wird weltweit immer wichtiger. Darüber hinaus fördert seit 2014 das Bundeministerium für Bildung und Forschung den gegründeten Verein C³ – Carbon Concrete Composite e. V. mit einem Gesamtprojektvolumen von ca. 80 Millionen Euro. Der C³ e. V. ist ein interdisziplinäres Netzwerk aus mehr als 150 Partnern aus den Bereichen Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden, die gemeinsam die Einführung des Materials auf dem Markt vorantreiben. Wissenschaftler des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden bearbeiten mehrere Teilvorhaben federführend und sind in weiteren Teilvorhaben maßgeblich als Projektpartner integriert.

Die Herstellung von Werkstoffen wie Beton oder Kunststoff ist mit erheblichen CO2-Emissionen verbunden. Das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University forscht in seinen Projekten BasFlair und GreenBraid am Einsatz klimafreundlicher Alternativen aus Naturstoffen. Dafür wurden die Projekte nun von der KlimaExpo.NRW geehrt. Dr. Heinrich Dornbusch, Vorsitzender Geschäftsführer der Landesinitiative, überreichte den Projektleitern am Dienstag die offizielle Urkunde zur Aufnahme in die landesweite Leistungsschau für den Klimaschutz. Das Projekt BasFlair setzt für die Herstellung eines klimafreundlichen Betons Basaltfasern aus vulkanischem Gestein ein. Im Projekt GreenBraid verwenden die Aachener Forscherinnen und Forscher Flachs für die Produktion naturfaserverstärkter Kunststoffe. „Die beiden vorbildlichen und innovativen Projekte zeigen eindrucksvoll die Möglichkeiten, Werkstoffe energieeffizient und CO2-arm zu produzieren. Damit sind sie zwei gelungene Beispiele für den Fortschrittsmotor Klimaschutz“, sagte KlimaExpo.NRW-Geschäftsführer Dr. Heinrich Dornbusch, während er die Urkunden an Andreas Koch, Projektleiter von BasFlair, sowie an Viktor Reimer und Marie-Isabel Popzyk, Projektleiter von GreenBraid, überreichte.