From the Sector

Since 1967, ‘OETI - Institute for Ecology, Technology and Innovation’ has made a name for itself worldwide as an accredited and notified centre of excellence. With decades of experience as a service provider, the company specialises in the testing and certification of textiles, leather, personal protective equipment (PPE), floor coverings and interior furnishing materials. It also assesses indoor air quality. As a founding member of the international OEKO-TEX® association (1992) and official OEKO-TEX® testing institute, OETI also comprises the entire OEKO-TEX® product portfolio.

Between its own international branches and the branches of OETI’s Swiss parent company, TESTEX AG, OETI’s network of locations spans several continents. Recently, one more branch has been added in Pakistan (headquartered in Faisalabad).
OETI Pakistan is managed by Akhlaq Hussain, who has decades of experience in the textile and apparel industry for testing, inspection, certification, auditing, product safety, training and sustainability management.

Akhlaq Hussain’s main goal is to ‘create visibility for the OETI brand in Pakistan. We want to offer sustainable, reliable, and competitive services to Pakistan’s textile industry. My aim is to foster Pakistan’s exports by offering more sustainable certifications and training in environmental and social topics as well as due diligence in supply chains, which are in high demand in European countries.’

Markus Lang’s - OETI’s Global Head of Marketing & Sales – main goal is to ‘increase the awareness of sustainability within Pakistan’s textile and leather industry, which is also the main objective of our future development.’

Im Rahmen der diesjährigen ITMA 2023, der internationalen Textilmaschinenausstellung und Plattform für die gesamte Textilmaschinenbranche, die vom 08. bis 14. Juni 2023 in Mailand stattfand, wurde Herr Dipl.-Ing. Philipp Weigel für seine am ITM angefertigte exzellente Studienarbeit "Numerische Simulation des Struktur- und Auszugverhaltensparametrisch generierter profilierter Carbonpolymergarne" mit dem ITMA Sustainable Innovation Award in der Kategrie "Research & Innovation Excellence Award" ausgezeichnet. Er erhielt hierfür den 1. Preis, der mit 10.000 EUR dotiert ist.
 
Die Arbeit ist von großem wissenschaftlichen Interesse für die Entwicklung hochleistungsfähiger, ressourcenschonender Carbonbetonbauteile mit höchster Materialeffizienz und Nachhaltigkeit sowie für die simulative Beschreibung und digitale Auslegung der Bewehrungsstruktur.

CEMATEX-Präsident Ernesto Maurer überreichte das Preisgeld und Urkunde an die glücklichen Gewinner:nnen während der ITMA 2023 in Mailand, Italien.

Der 2. und 3. Preis ging an Absolventen des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen.

Der ITMA Sustainable Innovation Award wurde von CEMATEX ins Leben gerufen, um die gemeinsamen Anstrengungen der globalen Textilindustrie zur Förderung der Nachhaltigkeit von Unternehmen durch innovative Lösungen und zur Förderung herausragender branchenspezifischer Forschung zu würdigen.
Der Preis umfasst zwei Kategorien: einen Industry Excellence Award für Textil- und Bekleidungshersteller und einen Research & Innovation Excellence Award, der für Master-Studenten offen ist.

• Formula 1 cars will be cheaper in future

Carbon is the stuff Formula 1 cars are made of, at least the bodywork. But until now, carbon has been expensive. It can be produced more cheaply and efficiently if artificial intelligence monitors the production processes. A camera system combined with artificial intelligence automatically detects defects in the production of carbon fibres. This makes expensive manual inspection of the carbon fibres obsolete and the production price of the carbon fibre can be reduced in the long term.

For this idea, the young engineer Deniz Sinan Yesilyurt received the second prize of the "Digitalisation in Mechanical Engineering" Young Talent Award on 6 December.

Carbon fibres are sought after because of their good properties. They are very light - they weigh up to 50 percent less than aluminium. The combination of low weight and good mechanical properties offers many advantages. Especially in times of the energy transition, lightweight materials like carbon are more relevant than ever before. At the same time, carbon fibres are as resistant to external stresses as metals. However, achieving these good properties of carbon fibres is very complex.

Up to 300 individual fibre strands - bundles of individual fibres - have to be monitored simultaneously during production. If carbon fibres tear, it costs time and money to sort out the damaged fibres. This is just one example of various defects that can occur in the fibres during production.

Therefore, Deniz Sinan Yesilyurt attached a camera to the carbon fibre line that takes pictures of various fibre defects during production and collects them in a database. The artificial intelligence in the camera's information technology system evaluates the fibre defects by assigning the images to predefined reference defects. In doing so, it recognises various fibre defects with a classification accuracy of 99 per cent. The process can also be used in other areas that produce chemical fibres.

Deniz Sinan Yesilyurt received the prize from the German Engineering Federation (VDMA) in Frankfurt am Main, Germany. He is a Bachelor's graduate at the Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University. The full title of his bachelor's thesis is: "Development of a Kl-supported process monitoring using machine learning to detect fibre damage in the stabilisation process". The VDMA awarded the prize to a total of four theses from different universities. The prize is awarded for outstanding theses and was offered in Germany, Austria and Switzerland.

The 2002 prize of the Walter Reiners Foundation of the VDMA Textile Machinery Association for the best Master's thesis in German textile mechanical engineering was awarded to a young engineer from the ITA Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University. The prize ceremony took place at Techtextil 2022 in Frankfurt am Main, Germany. Peter D. Dornier, Chairman of the Board of the Walter Reiners Foundation, presented the award at the VDMA Textile Machinery Association’s booth.

Felix Xaver Zerbes, M.Sc., was awarded the "Promotional Prize for the Best Master's Thesis of the German Textile Machinery Industry 2022", endowed with 3,500 EUR, for his master's thesis "Development and Construction of a Separation Unit for Weft Yarns in Air Jet Weaving".

The subject of the master's thesis was the development of a mechanism with which faulty sections in the weft yarn can be sorted out before they are woven into the textile. This way, both yarn-related weft defects and material defects can be drastically reduced. The prototype developed by Mr Zerbes shows how this can be done even during the ongoing weaving process without having to stop production. Due to its modular design, the yarn rejection unit can be retrofitted to many different types of air-jet weaving machines, which represents an enormous savings potential not only in Germany but in weaving mills all over the world.

On 27 November 2021, the Scientific Award for International Sustainable Aviation and Energy Society (SARES Award) was awarded to Professor Dr Thomas Gries from the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University. The award ceremony took place during the closing ceremony of the International Symposium on Sustainable Aviation (ISSA) in a hybrid format online and simultaneously at Kasetsart University, Bangkok, Thailand.
 
With the award, the committee recognised the ongoing contribution of Pro-fessor Gries and the Institut für Textiltechnik to the digitisation and bio-transformation of the textile sector, as well as the Institute as a place of innovation for sustainable aviation.

Examples of this include the development of 3D braided ceramic matrix composite components for aircraft engines, which were researched together with partners in a Horizon 2020 project (EU project AllOxITD). The ongoing Chrysomallos research project as another example, funded under the national aeronautics research programme in Germany, aims to develop a completely new and sustainable high-performance insulator for aircraft cabins based on aerogels. These have a significantly lower weight than the glass fibre mats used up to now, while providing the same insulation performance, and solve the problem of the previously high manufacturing costs of aerogels. The aim of the project is to develop an insulation material with reduced density (reduction of more than 20 percent). To this end, a new type of insulation material based on aerogel is to be developed. The basis is an aerogel fleece (0.06 W/mK at 28 kg/m³), which has already been developed as part of a dissertation at the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University (Mroszczok, J.: 2019).

The aviation industry is one of the fastest growing industries in the world. Due to this fact and its importance for society and the global economy, it needs to make special efforts towards sustainability. The ISSA, an international multi-disciplinary symposium, aims to address current issues in aviation such as improving aircraft fuel efficiency, promoting the use of biofuels, minimising environmental impact, mitigating greenhouse gas emissions and reducing engine and aircraft noise. ^

Through the award, SARES honours scientists and researchers whose work on sustainable aviation issues has made an important contribution at the international level. The selection is based on the scientific publications of the applicant or nominee, the h-index, i.e. the key figure for the worldwide perception of a scientist in professional circles, the project topics and the project results.

Kai-Chieh Kuo, PhD student at the Institut für Textiltechnik (ITA) of RWTH Aachen University, was awarded the German Textile Mechanical Engineering 2021 Best Master's Thesis Award for his master's thesis entitled "Modification of the tube weaving process of fine yarns for the production of woven ultra-low profile stent grafts". The prize is endowed with 3,500€. Peter D. Dornier, Chairman of the Board of the Walter Reiners-Stiftung (Foundation), virtually presented the award on the occasion of the ADD International Textile Conference on 9 November 2021.

Minimally invasive endovascular aortic repair (EVAR) with textile stent-graft systems is nowadays a clinically established therapy procedure for the treatment of abdominal aortic aneurysms (AAA) – pathological bulges of the aorta. Due to the thick profile of the folded stent graft systems, there is currently a high risk of injuring narrowed or highly angulated access vessels from the inside during implantation. Stent graft systems with smaller profiles could provide an improvement, which could overcome complicated access routes through a lower bending stiffness. One possible approach for reducing the system profiles is the use of thin-walled tubular woven fabrics made of ultrafine multifilament yarns (≤20 dtex) as graft material.

Up to now, it has not been possible to process the fine yarns with the required high thread density (>200 threads/cm) and the available weaving technology in order to guarantee sufficient tightness against blood.

In his master's thesis, Kai-Chieh Kuo made high-density tubular weaving of ultra-fine filament yarns possible for the first time by means of suitable modifications to a shuttle loom as well as adaptations in the weaving preparation. In particular, he developed a new innovative reed technology that reduces warp thread friction during the shedding process and thus improves the process stability of the dense tube weaving process of fine yarns.

With the help of the process modification, it was then possible to produce high-density, thin-walled tubular woven fabrics, which were positively evaluated with regard to their suitability for a stent graft. Above all the potential of these tubular fabrics lies in their extremely thin-walled fabric profile, which seals well against blood. By using these new types of tubular fabrics as graft material for stent grafts, the system profile of the folded stent graft system can be reduced without having to compromise the blood tightness of the implant. The technology developed by Mr Kuo is not only applicable to stent graft systems, but also offers great possibilities for use in all other endovascular implants such as trans catheter heart valves, covered stents and small-lumen vascular prostheses.

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Dr.-Ing. Martin Hengstermann wurde mit dem mit 5.000 EUR dotierten Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für seine am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden erarbeiteten Dissertation „Entwicklung von Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern und Polyamid 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen“ geehrt.

Gegenstand der Dissertation ist die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Polyamid (PA) 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile. Diese Hybridgarne können die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der rCF im Gegensatz zu bisherigen Lösungen in hohem Maße ausnutzen. Bedingt durch deren spezielle Fasereigenschaften (insbesondere hohe Querkraftempfindlichkeit, Sprödigkeit und fehlende Kräuselung) wurde dafür die Prozesskette der konventionellen Stapelfasergarnherstellung, bestehend aus Krempel, Strecke und Flyer, umfangreich analysiert und technologisch-konstruktiv weiterentwickelt, wodurch erstmalig eine schonende und gleichmäßige Herstellung der Hybridgarne ermöglicht werden konnte.

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

Das letzte Jahr und insbesondere die mediale Aufmerksamkeit rund um die Corona-Pandemie zeigen, wie wichtig eine verständliche und zielgruppenorientierte Kommunikation wissenschaftlicher Themen ist und welchen hohen Stellenwert die Wissenschaft einnimmt. Den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft zu fördern, ist das Ziel des UMSICHT-Wissenschaftspreises, der 2021 zum zwölften Mal vom UMSICHT-Förderverein verliehen wird. Erfahren Sie im Rahmen der Preisverleihung mehr über die spannenden Beiträge der Preisträgerinnen und Preisträger in den Kategorien Wissenschaft und Journalismus.

Die diesjährige Bekanntgabe der Preisträger*innen und Preisverleihung findet am Donnerstag, den 24. Juni 2021 aufgrund der aktuellen Situation virtuell statt. Auf der Veranstaltung kann man sich über aktuelle Themen und Trends in der Wissenschaft und Wissenschaftskommunikation informieren. Nähere Informationen und auch bereits den Link zur Veranstaltung finden sie hier.

Carbon dioxide-based fibre for climate protection and interdisciplinary training with novel Smart Textiles test rig

The Wilhelm-Lorch-Stiftung, based in Frankfurt am Main, Germany, honours a project of the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, and awards a sponsorship prize to the ITA graduate Ricarda Wissel on 25 June 2020. She is awarded for her outstanding bachelor thesis " Implementation of elastic yarns made from carbon dioxide based thermoplastic polyurethane in socks " with funding for a subject-specific continuation of her education. The ITA receives the project sponsorship prize for the project "Smart Textiles - an interdisciplinary training course to promote young scientists in future technologies", which was submitted to the Wilhelm-Lorch-Stiftung by ITA´s PhD candidate Simon Kammler.

Carbon dioxide-based fibre from industrial waste contributes to climate protection

ITA scientist Dr.-Ing. Pavan Manvi has developed a melt spinning process at ITA for the production of elastic yarn from thermoplastic polyurethane, in which carbon dioxide is used as one of the raw materials. In her bachelor thesis, Ricarda Wissel successfully developed a process chain for the CO2-based yarn in a textile end product for the first time. In cooperation with the company FALKE and Dr Manvi, who supervised Ms. Wissel's work, the yarn was used to produce a sock (see figure "FALKE sock with carbon dioxide filaments").

By reusing carbon dioxide from industrial waste as a raw material for textile and clothing products, the carbon dioxide balance can be improved and thus contributes directly to climate protection. The sponsorship prize of the Wilhelm-Lorch-Stiftung is endowed with 6,000 € for the specialist further training of Ms. Wissel.

Interdisciplinary training with development of a new type of measuring stand for the future-oriented research field "Smart Textiles

The development of textiles with additional digital functions, so-called "Smart Textiles", is considered a future-oriented field of research. In his project submission, ITA´s doctoral candidate Simon Kammler presented a concept for a lecture series on Smart Textiles at ITA and develops a new type of measuring stand for measuring the capacity and conductivity of fibres. The project is funded by the Wilhelm-Lorch-Stiftung with a prize money of 10,000 Euro.

Smart Textiles enable the textile to interact with the environment and the human user. Today they are therefore in demand in many areas of everyday life such as sport, health, living, life and mobility and offer completely new practical solutions. In combination with digital networked services, Smart Textiles promise support and innovation in almost all situations of daily life.

With the conception of a new lecture series, Mr. Simon Kammler is supporting ITA in its goal of providing the best possible training for young scientists. The focus is on imparting far-reaching interdisciplinary skills in order to master the challenges of current fields of research.

Background:

The Wilhelm-Lorch-Stiftung supports particularly talented young people from all areas of the textile industry. Its purpose is the promotion of subject-specific education and further education as well as the promotion of projects at universities, academic schools and vocational schools, which are characterised by the sustainable communication of innovative learning content in science and research. In total, thirteen sponsorship prizes were awarded in 2020. Due to the Corona crisis, the forum of TextilWirtschaft, which is normally the venue for the awards ceremony, unfortunately had to be cancelled in 2020.