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Romy Ottiger (im Bild) stellte sich zusammen mit Professor Frank Ficker und Dr. Andreas Todt vom Fraunhofer ISC sowie Dr. Dietmar Hietel und Dr. Walter Arne vom Fraunhofer ITWM den aktuellen Fragen der Besucher  zum Forschungsbereich. 

Mit 22 Referaten aus den Bereichen Industrie, betriebliche Praxis sowie Forschung und Entwicklung wurden innovative Entwicklungen der Vliesstoffbranche vorgestellt und aktuelle Fragen zum Thema Energieverbrauch, Recycling- sowie Nachhaltigkeitsthemen beantwortet.

Im nächsten Jahr wird der Forschungsbereich wieder einen vorgelagerten Workshop »HighTex mit Fraunhofer« zu aktuellen textilen Forschungs- und Entwicklungsthemen bei Fraunhofer in Münchberg, dem Textilcampus der Hochschule Hof, anbieten. Merken Sie sich gerne den Termin 4.11.2025 schon vor bzw. melden Sie gerne schon hier an.

Die 38. Hofer Vliesstofftage finden im Anschluss am 05. und 06.11. 2025 statt. 

Wir freuen uns auf Sie!

Die Mitglieder des Forschungsbereiches stellten zur Techtextil 2024 auf insgeamt 40 m² ihre aktuellen F&E-Arbeiten aus öffentlichen Projekten und Fraunhofer-Clustern vor. Das Fraunhofer IAP präsentierte unter anderem seine stereocomplexe PLA-Faserentwicklung, die in innovativen Monomaterial-Organosheets auf PLA-Basis eingesetzt wird und eine vereinfachte Rezyklierbarkeit verspricht. Auch der Einsatz von Naturfasern als Textilbewehrungen, die im Fokus der F&E-Arbeiten des WKI stehen, wurden nachgefragt. Die Ergebnisse aus den erst kürzlich beendeten Projekten am ISC, AirfOx zur Entwicklung einer faserverstärkten endkonturnahen Airfoil aus hochsteifer Oxidkeramik und RuRoRa, in dem rundvernadelte C/SiC-Rohrstrukturen für die Raumfahrt entwickelt wurden, erfreuten sich großem Interesse für die neue Materialgruppe der CMC (Ceramic Matrix Composites). Vorgestellt wurden auch Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der textilverstärkten Kunststoffe, wie das TowPreg-Verfahren und die Tape-Legetechnik des Fraunhofer IWU.  Mit einer Vielzahl von Sensortechnologien in intelligenten Textilien, zog das IZM viel Aufmerksamkeit auf sich, z. B. mit einem KI-gestützten nicht-invasiven Sensor zur Überwachung von Herz-Kreislauf-Insuffizienz oder Sensoren zur Messung einer breiten Palette wichtiger Umweltparameter, um den Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und Lungenerkrankungen zu ermitteln. Die Prozesse und Produkte entlang der textilen Kette simulativ abzubilden, gelingt dem ITWM mit weiterentwickelten Softwaretools, die entscheidend zur Problemlösung von industriellen Auftragsforschungen beitragen können.

Wir danken allen Besuchern auf unserem Stand für ihr Interesse und freuen uns auf weitere Anfragen!

Mit dem Themenfokus SMART TEXTILES und INNOVATIVE TEXTILE STRUKTUREN gingen die Wissenschaftler in intensiven Austausch mit den Teilnehmern, die sich Anregungen an den Demonstratoren und in den Textillaboren des Campus holen konnten. Im Anschluss stellte der sich der Forschungsbereich auf den Hofer Vliesstofftagen vor. Im Bild Maxime Krier bei seinem Vortrag über »Simulation und Optimierung von Textilien«.

Der Fraunhofer-Forschungsbereich Textil präsentierte sich mit und auf dem Stand der Hochschule Hof vom 8. bis 14. Juni diesen Jahres auf der ITMA 2023. Unter dem Motto "Transforming the World" stand vor allem das Thema Nachhaltigkeit, das die Zukunft der textilen Welt maßgeblich bestimmen wird, im Vordergrund. Es konnten viele Kontakte geknüpft werden. Anfragen erreichten uns besonders zu den Themen Nachhaltigkeit und Smart Textiles.

Hier zur Messenachlese: ITMA 2023 Ends on a High Note

Das Fraunhofer ITWM präsentierte sich auf einem eigenen Stand und bedienten vor allem ihre Kunden im Vliesstoffbereich. Informationen zur erfolgreichen Kooperation mit den Firmen Siriotek und bematic finden Sie hier--> 2023_05_31_ITMA - Fraunhofer ITWM.

Im Bild zu sehen sind die Mitarbeiter des Fraunhofer ISC-HTL, Eva Paulack und Dr. Jens Schmidt, die zusammen mit den Mitarbeitern der Hochschule Hof, Alexandra Luft und Professor Claus-Ekkehard Koukal, die F&E-Arbeiten am Textilcampus Münchberg präsentierten. Mit über 30 Neukontakten, u. a. zu internationalen Firmen und Instituten, war die Messe für die Kooperationspartner sehr erfolgreich.

Nichtmetallische Bewehrungen von Betonkörpern werden derzeit häufig aus unterschiedlichen, synthetisch erzeugten Fasern hergestellt – zum Beispiel aus Glas- oder Carbonfasern. Eine ökologische Alternative zu den synthetischen Fasern stellen Flachs- oder andere Naturfasern dar. Diese sind vielerorts verfügbar und nachhaltiger, unter anderem aufgrund ihrer nachwachsenden Rohstoffbasis, den Vorteilen im Recycling und dem geringeren Energiebedarf in der Herstellung. Hier setzten die Forschenden des Fraunhofer WKI und der Hochschule Biberach gemeinsam mit einem Industriepartner an. Ihr Ziel war, nachzuweisen, dass sich Bewehrungen aus Textilfasern für den Einsatz im Bau ebenso eignen wie synthetische Fasern.

»Wir haben am Fraunhofer WKI mit einer Webmaschine Drehergewebe aus Flachsfasergarn hergestellt. Um die Nachhaltigkeit zu erhöhen, haben wir eine Behandlung der Flachsgarne zur Verbesserung der Zugfestigkeit, Dauerhaftigkeit und Verbundhaftung erprobt, die im Vergleich zu petrobasierten Behandlungen ökologisch vorteilhafter ist«, erläutert Jana Winkelmann, Projektleiterin am Fraunhofer WKI. Im Beschichtungsverfahren konnte ein gängiges petrobasiertes Epoxidharz erfolgreich durch eine zum Teil biobasierte Tränkung ersetzt werden. Ein großer Anteil (56 Prozent) der molekularen Struktur des verwendeten Epoxidharzes besteht aus Kohlenwasserstoffen pflanzlichen Ursprungs und kann somit die CO2-Bilanz verbessern.

Textile Bewehrungen haben grundsätzlich eine Reihe von Vorteilen. So weisen sie eine deutlich reduzierte Korrodierbarkeit bei gleicher oder höherer Zugfestigkeit als Stahl auf, so dass das notwendige Nennmaß der Betonüberdeckung reduziert werden kann. Dies führt bei gleicher Tragfähigkeit häufig zu geringeren erforderlichen Querschnitten. Bisher wurde das Tragverhalten von textilen Bewehrungen aus Naturfasern in Betonbauteilen allerdings noch nicht systematisch untersucht.

An der Hochschule Biberach testeten die Forschenden das Verbund- und Zugtragverhalten sowie das einachsige Biegetragverhalten von Betonbauteilen mit textiler Bewehrung aus Flachsfasern. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kamen zu dem Ergebnis, dass sich die naturfaserbasierten Textilbetonbauteile mit einer biobasierten Tränkung grundsätzlich eignen. Die Eignung zeigte sich sowohl durch eine signifikante Erhöhung der Bruchlast im Vergleich zu unbewehrten und unterbewehrten Betonbauteilen als auch durch fein verteilte Rissbilder. Die Kurven der Spannungs­Dehnungs­Diagramme konnten in drei für bewehrte Dehnkörper typische Bereiche unterteilt werden (Zustand I – ungerissen, Zustand IIa – Erstrissbildung und Zustand IIb – abgeschlossenes Rissbild). Die Abgrenzung der Bereiche ist mit zunehmendem Bewehrungsgrad deutlicher.

Insgesamt tragen regional oder europaweit verfügbare, nachwachsende Naturfasern und eine zum Teil biobasierte Beschichtung zu einer Verbesserung des CO2-Fußabdrucks der Bauindustrie bei. Damit eröffnet sich für die energie- und rohstoffintensive Bauindustrie eine weitere Möglichkeit, zunehmend strengere Umwelt- und Nachhaltigkeitsanforderungen zu erfüllen. »Textilbetone ermöglichen leichtere und schlankere Konstruktionen und bieten daher architektonische Spielräume. An den zahlreichen Einsatzmöglichkeiten von naturfaserbewehrten Textilbetonen möchten wir gern weiterforschen«, sagt Christina Haxter, Mitarbeiterin am Fraunhofer WKI.

Förderung

Das Projekt, mit einer Laufzeit vom 9. Dezember 2020 bis zum 31. Dezember 2022, wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt DBU gefördert. 

Letzte Änderung:  15. März 2023

Das Problem ist offensichtlich:

• Krankenhäuser sind der fünftgrößte Müllproduzent in Deutschland.
• Sie verbrauchen jährlich rund 3,5 Mio. Tonnen Kunststoff, welcher nach der Nutzung meist vollständig verbrannt wird.

Susanne Kroll und Marc Luginsland (Fraunhofer IWU) wollen das ändern und zeigen, wie aus benutzten Einwegartikeln der Medizintechnik durch Recycling neue, nachhaltige Produkte ohne Downcycling entstehen.

Alle Infos zum Projektfortschritt finden Sie auf der Homepage des Fraunhofer IWU.

Auf einem gemeinsamen Stand zusammen mit dem ifm der Hochschule Hof präsentierte das Anwendungszentrum Textile Faserkeramiken des Fraunhofer ISC-HTL Zentrum für Hochtemperaturleichtbau die textile Kompetenz von Fraunhofer. Die internationalen Fachkonferenz und -messe Airtec 2022 bot neben einer bereits vorab eröffneten digitalen Plattform mit wertvollen Diskussionen in insgesamt 60 Vorträgen und einer Ausstellung in 2 Hallen auf dem MTC-Gelände den Austellern und Besuchern aus 22 Ländern eine perfekte Bühne für den B2B-Austausch zu aktuellen Trends in der Luft- und Raumfahrt. So konnten in den 3 Messtagen mit dem interessierten Fachpublikum neue Ideen entwickelt und Kontakte geknüpft werden.   

Eine Rückblick auf die Messe finden Sie unter --> Airtec 2022

Zu der in einem neuen frischen Format aufgelegten Chemnitzer Textiltechniktagung präsenterte sich der Fraunhofer Forschungsbereich Textil mit einem Stand und insgesamt sechs Vorträgen aus den Mitgliedsinstituten. Mit dabei war Maxime Krier, der im Themenkomplex Digitalisierung in der textilen Produktion die am Fraunhofer ITWM entwickelten »Simulationstechniken zur virtuellen Auslegung technischer Textilien und textilverstärkter Verbundwerkstoffe« vorstellte. Zu diesem Thema informierte auch Leutrim Gjakova vom Fraunhofer IWU zu »Assistenzsystem zur Qualitätssicherung in der Warenschau«.

Im Themenkomplex Additive Fertigung mit Fasern und Textilien präsentierte Dr. Martin Kausch vom Fraunhofer IWU das innovative »Extrusionsbasiertes SEAM-3D-Druckverfahren zur schnellen Fertigung von großformatigen und beanspruchbaren Kunststoffbauteilen sowie dem Bedrucken von Textilhalbzeugen für effiziente Verbindungslösungen« und außerdem im Komplex Textiltechnologien für den Leichtbau die »Kosteneffiziente Herstellung von gewickelten Ringwickeldruckbehältern durch den Einsatz von tackfreien Towpregs« vor. Felix Meier vom Fraunhofer ISC stellte »Verfahren zur Herstellung rohrförmiger textiler Strukturen für den Einsatz als Halbzeuge in Hochtemperatur-Leichtbauanwendungen« und Rebecca Milautzcki die von ihr entwickelten »Programmierbaren Textilstrukturen mit auxetischen Eigenschaften« vor.

Weitere Informationen zur Veranstaltung finden Sie hier --> Chemtextiles

An dem in drei Blöcken gegliederten Workshop mit den Themen:

• Textile Strukturen und Preforms: Innovation in Material und Technologie
• Prozess- und Produktsimulation: Schnell und kostengünstig zu marktreifen Produkten
• Nachhaltige Materialien und Prozesse

nahmen insgesamt neun Teilnehmer aus der Industrie teil. Die von den Mitgliedsinstituten vorgestellten aktuellen Forschungsthemen wurden rege diskutiert und in der Ausstellung anhand von Exponaten veranschaulicht. Gelegenheit zum Austausch gab es auch während der anschließenden Führung über den Campus in Münchberg  mit  dem neuen Textiltechnikum für die Carbonfaser- und Vliesstofftechnologie.

Aufgrund der positiven Resonanz wird der Forschungsbereich Textil auch im nächsten Jahr wieder einen Workshop am 10. November 2023 im Anschluss an die 36. Hofer Vliesstofftagen anbieten. 

Wir freuen uns auf Sie!

Eyecatcher des Fraunhofer-Standes war das e-Textiles-Kleid aus dem Projekt Second Skins, das von der FashionTech Expertin Malou Beemer zusammen mit dem Fraunhofer IZM entwickelt wurde. Sensoren und Aktoren für den Einsatz in PSA, Medizintechnik und Leichtbau wurden ebenso wie nachhaltige Organosheets auf Flachsbasis und innovative scPLA-Faser basierte Monomaterialcomposite bis hin zu endkonturnah hergestellten Preforms für keramische Verbundwerkstoffe CMC für den Hochtemperaturbereich demonstriert. Das Fraunhofer IWU veranschaulichte mit seinem additiv bedruckten Headset seine Kompetenz in der Anlagenentwicklung für anspruchsvollste additive Druckprozesse (SEAM) und präsentierte den neuesten Stand der TowPreg-Verfahren. Last but not least sind die Kompetenzen in der Prozess- und Produktsimulation des Fraunhofer ITWM zu nennen, die unter anderem mit ihrem Softwaretool »TexMath« wieder großes Interesse auf sich zogen.

Wir danken unseren Kunden und Geschäftspartner für das Interesse an unseren Neuheiten. Eine Auswahl der Entwicklungen des Fraunhofer Forschungsbereiches ist in den folgenden News zu finden.

Das Projekt

Im Rahmen des Europäischen STARTS Projektes Re-FREAM forschten Designer, Technologen und Wissenschaftler gemeinsam an zukünftigen sowie nachhaltigen Technologien für die Textilindustrie. Im Forschungsschwerpunkt e-Textiles arbeiteten die Fashion Tech Expertin Malou Beemer aus den Niederlanden mit einem internationalen Team unter Beteiligung des IZM an adaptiven Kleidungsstücken, die sich praktischen und sozialen Bedürfnissen der Nutzer anpassen können. In diesem Projekt Second Skins kommen die vom IZM entwickelten Hardware Module zum Einsatz. Hier erfassen z.B. Smart IMU Module die Körpersprache und Bewegungsdaten der Trägerin, darüber hinaus sind Näherungssensoren integriert. Mit den gewonnenen Sensordaten sind individuelle Lichteffekte des RGB-LED Displays steuerbar, durch die die Trägerin mit ihrer Umgebung nonverbal kommuniziert. Alle Module können dabei im Gestaltungsprozess frei auf dem Kleidungsstück platziert werden. Zur Energieversorgung und Kommunikation mit der Prozesseinheit wird ein textiler 4-adriger IIC Busleiter aus einem thermoplastisch isolierten Hybridleiter aus Litzenmaterial und verstärkenden Textilfasern auf das Unterkleid gestickt und so die Module miteinander verbunden. Die elektrische Verbindung zwischen Modul und textilem Bus erfolgt dann über die oben erwähnte e-Textile Bonding Technologie, die eine zuverlässige aber auch reparierfähige Kontaktierung ohne zusätzliche Additive wie Pasten, Flussmittel o.Ä. bietet. Aufgrund der Wiederaufschmelzbarkeit des thermoplastischen Klebstoffes kann das Modul auch wieder thermisch vom Träger entfernt werden. In der Innenlage zwischen Ober- und Unterkleid befinden sich dünne Textillagen, die mittels 3-D Druck oder Lamination eine Maskierung der Leuchteffekte ermöglichen und so der Nutzerin eine individuell anpassbare Lichtgestaltung gestattet.

Links: https://www.maloubeemer.com/project/second-skins-re-fream/  und https://re-fream.eu/pioneers/second-skins/

Kontakt:

Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Malte von Krshiwoblozki # 

Fraunhofer IZM Smart Textiles

Mathematik auf der #Techtextil? Natürlich, denn Mathematik fließt fast überall ein – oder in diesem Fall eher »vliest«. Ein Team der Abteilung »Strömungs- und Materialsimulation« des @FraunhoferITWM ist auf der Messe vor Ort und stellt das #Softwaretool »TexMath« vor, das dazu beiträgt, technische Textilien sowie Vliesstoffe aus #Kunststoff oder #Naturfasern zu analysieren, zu verstehen und zu optimieren. Das Tool verbessert sowohl das virtuelle Design als auch die Textilien, wie z.B. Schutzkleidung, selbst und hilft dabei Unternehmen beim entscheidenden Schritt hin zur Automatisierung.

Alle Infos und die Möglichkeit, das Tool zu testen, gibt es hier: https://www.itwm.fraunhofer.de/.../produkte.../texmath.html

Kontakt:

Fraunhofer-Institut für techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Dr. Dietmar Hietel # Fraunhofer Platz 1 # 67663 Kaiserslautern

dietmar.hietel@itwm.fraunhofer.de # Phone: +49 631 31600-4627

IRINA LEHER1 | CHRISTOPHER FLEISCHMANN1 | BERNHARD BRUNNER2 | GOTTFRIED BETZ3 | HALIL BILGIN4 | YILMAZ SAGLAM4 | DETLEV UHL2 | TETIANA SHINKAR2 | STEFAN SESSELMANN1

1 Institut für Medizintechnik, Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden

2 Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

3 Strick Zella GmbH & Co.KG

4 ABECO Industrie Computer GmbH

1 Motivation

In Deutschland leben rund 8 Millionen Typ-2-Diabetiker [1]. Die Zahl der unerkannten Diabetes-Fälle wird auf mindestens 2 Millionen geschätzt [1]. Prognosen zufolge wird die Zahl der Typ-2-Diabetiker bis 2040 auf etwa 11,5 Millionen ansteigen [1].

Zu den Folge- und Begleiterkrankungen des Diabetes zählt unter anderem das diabetische Fußsyndrom. In der Regel tragen mehrere Risikofaktoren, wie Mikrotraumata, eine periphere arterielle Verschlusskrankheit und / oder eine diabetische periphere Polyneuropathie zur Entwicklung des diabetischen Fußsyndroms bei [2]. Je nach Schweregrad treten Fußdeformitäten, Ulzera oder Nekrosen von Teilen oder gar des gesamten Fußes auf. Amputationen sind dann unvermeidlich. Der Charcot-Fuß gilt als eine besonders schwere Variante des diabetischen Fußsyndroms mit zahlreichen kumulierten akuten und chronischen Veränderungen des Fußes insgesamt [3, 4].

Multidisziplinäre Therapie- und Präventionsmaßnahmen sollen das Risiko von Amputationen und die Entstehung von Fußulzera im Zusammenhang mit dem diabetischen Fußsyndrom reduzieren. Risiken wie eine veränderte Biomechanik, erhöhte Druckwerte im Fußbereich und eine unzureichende Blutzuckereinstellung müssen frühzeitig erkannt und behandelt werden [5]. Auf diese Weise können langwierige Heilungsprozesse von Fußgeschwüren von bis zu ca. 14 Wochen und weitere Therapiekosten vermieden werden [6].

Die plantaren Fußdruckwerte können anhand von In-Schuh-Messsystemen und Druckmessplatten bestimmt werden. Die Pedobarographie mit einer Druckmessplatte zeichnet sich durch eine gute Ortsauflösung aus [7]. Druckmessplatten sind jedoch kostenintensiv und wenig flexibel in der Einsetzbarkeit. In-Schuh-Messsysteme können in der natürlichen Umgebung des Patienten eingesetzt werden und bieten eine größere Datenbasis für die Bewertung der Druckbelastung. Die medizinische Überwachung der Fußsohlendruckwerte erfolgt in der Regel nur intermittierend mit größeren Abständen im Rahmenvon Vorsorgeuntersuchungen.

Um weitere multidisziplinäre Präventionsmaßnahmen zur Verbesserung der Lebensqualität von Patienten mit diabetischem Fußsyndrom zu ermöglichen, wurden in jüngerer Vergangenheit intelligente Druckmesssocken entwickelt [8]. Diese sind für einen kontinuierlichen Einsatz im Alltag konzipiert, um Druckspitzen bei Aktivitäten des täglichen Lebens zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Die Socken wurden mit punktuellen Sensoren rund um den Fuß ausgestattet, die keine flächendeckende Druckmessung zulassen. Aufgrund hoher zu erwartender Kosten für eine Serienproduktion wurde die Weiterentwicklung dieser Druckmesssocken eingestellt.

Ein aktuelles Forschungsprojekt griff diese Herausforderungen wieder auf. Standardisierte Fertigungsprozessschritte sollen die Produktionskosten senken. Darüber hinaus wird eine flächige Druckmessung über den gesamten Fußbereich angestrebt, um z. B. bei der Sonderform des diabetischen Fußsyndroms, dem Charcot-Fuß, auch individuelle Risikobereiche für Fußulzera außerhalb der Fußsohle zu identifizieren. Außerdem werden andere Druckmessprinzipien (beispielsweise resistive Systeme)eingesetzt, um deren Potenzial im Einsatz bei intelligenten Textilien eingehender zu erforschen. Der Status dieses Projekts PressureTrack wird im Folgenden vorgestellt.

2 Material und Methode

2.1 Aufbau der PressureTrack-Socke

Die PressureTrack-Socke (Abbildung 1) wird aus einer nachhaltig hergestellten Lyocell-Garnmischung (SMOOLS) im Flachstrickverfahren gefertigt, die für Diabetiker besonders wichtige Eigenschaften wie Thermoregulation und antibakterielle Wirkung hat. Zur kontinuierlichen Druckmessung werden dielektrische Elastomer-Sensoren verwendet. Die Sensoren bestehen aus dehnbaren Elastomer-Folien aus hautverträglichem Silikon mit abwechselnd isolierenden und leitfähigen Einzelschichten [8]. Bei Druckbelastung erhöht sich die elektrische Kapazität dieser weichen Sensoren. Die Kapazität eines Plattenkondensators hängt von dessen Fläche und dem Abstand zwischen den beiden Platten ab. Durch eine Krafteinwirkung auf den Sensor ändern sich beide Parameter und damit auch der Kapazitätswert. Diese Kapazitätswerte werden anschließend in einen äquivalenten Spannungswert umgewandelt, um die Druckänderungen quantifizierbar zu machen. Die aktuell 16 großflächigen Sensoren sind mit dem Textil elastisch verklebt und über den gesamten Fußbereich verteilt. Die Kabelführung erfolgt innerhalb gestrickter Kabelschächte und erlaubt eine hohe Elastizität beim An- oder Ausziehen der PressureTrack-Socke.

Die von der PressureTrack-Socke generierten Daten werden nach der Verarbeitung in einem Mikrocontroller über eine drahtlose Verbindung zur Visualisierung an eine App gesendet (Abbildung 2). In der App werden die erhöhten Druckwerte bestimmten Zonen am Fuß graphisch zugeordnet.

2.2 Versuchsaufbau

Zunächst wird das statische Verhalten des dielektrischen Elastomer-Sensors untersucht. Bei diesem Versuch wird der zwischen zwei Stoffschichten platzierte Sensor mit einer Fläche von 25 x 60 mm² in einem Prüfstand mit einer inkrementell auf bis zu 70 N erhöhten Kraft belastet. Nach Erreichen der vordefinierten Maximalkraft wird der Sensor wieder inkrementell entlastet. Zur Präzisionsbestimmung wird dieser Versuch dreimal wiederholt. Während der Krafteinwirkung wird die Kapazität des Sensors gemessen, um die Abhängigkeit der Kapazität von den durch geführten Druckänderungen zu quantifizieren.

3 Ergebnisse

Die Kapazitätsänderung bei einer Druckänderung von 1 N/cm² liegt bei 5 pF (Abbildung 3). Der Abstand zwischen der Be- und Entlastungskurve (Hysterese) liegt im mittleren Druckbereich bei 5 pF pro N/cm². Die Grundkapazität beträgt ohne Belastung 65 pF.

4 Diskussion und Ausblick

Das Ausmaß der Hysterese wird vom elastischen Verhalten des umgebenden Textils beeinflusst und hat Auswirkungen auf die Interpretierbarkeit der Messergebnisse. Tests mit verschiedenen Materialien wie zum Beispiel Silikon als Zwischenschicht sind im weiteren Projektverlauf notwendig, um die idealen Materialkombinationen zur Herstellung des Strumpfes zu eruieren. Um das Sensorverhalten bei dynamischen Druckänderungen zu bestimmen, wird der fertige Prototyp bei verschiedenen Aktivitäten des täglichen Lebens (Gehen und Laufen) getestet. Das Sensorverhalten sollte auch für höhere Drücke quantifiziert werden, da der Druck bei Patienten mit diabetischen Fußgeschwüren bis zu 100 N/cm² betragen kann [9-12].

In einem weiteren Schritt wird die Testung der PressureTrack-Socke an gesunden Freiwilligen erfolgen. Dadurch sollen die möglichen Wechselwirkungen mit dem menschlichen Körper wie z. B. Biokompatibilität und Trageverhalten sowie die Usability des Systems untersucht werden. Die kontinuierliche Druckmessung könnte die Behandlung von Patienten mit diabetischem Fußsyndrom zukünftig deutlich voranbringen, da die Drücke im Bereich der Füße kontinuierlich bei allen Aktivitäten des täglichen Lebens aufgezeichnet werden. Die dadurch erreichbare Prävention von Fußulzera würde die Lebensqualität erheblich verbessern. Um dieses Ziel finanzierbar zu machen, wird bei der Entwicklung gezielt auf eine Reduktion der Herstellungskosten der PressureTrack-Socke geachtet, um jedem Patienten mit diabetischem Fußsyndrom den Zugang zu einer verbesserten Gesundheitsversorgung zu ermöglichen.

Literatur

[1] Kellerer,M. et al. Deutscher Gesundheitsbericht: Diabetes 2021. Mainz: Verlag Kirchheim+ Co GmbH, 2020.

Bakker, K.et al. Practical guidelines on the management and prevention of the diabetic foot 2011. Diabetes/metabolism research and reviews 2012; 28 Suppl 1: 225 - 231.

Mittlmeier, T. et al. Charcot-Fuß. Eine Standortbestimmung und Perspektiven. Der Unfallchirurg 2008; 111 (4): 218 - 231.

[4] Poll, L. CHARCOT-FUSS: Auf die frühe Diagnose kommt es an. Deutsches Ärzteblatt 2010; 107 (7): 272 - 274.

[5] Mayfield, J. et al. Preventive foot care in diabetes. Diabetes Care 2004; 27 Suppl 1: S63-4.

[6] Apelgvist,J.Der diabetische Fuß. In: Debus ES, Gross-Fengels W (Hrsg.). Operative und interventionelle Gefäßmedizin. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012, 5.913 - 926.

[7] Fritsch, C. et al. Diagnostik und Therapie des diabetischen Fußsyndroms: Was leistet die Pedographie? MWM - Fortschritte der Medizin 2004; 146 (26): 51 - 54.

Brunner, B. et al. Textilmaterial mit eingearbeiteten Elastomer-Sensoren: Patentschrift.

Chatwin,K. et al. The role of foot pressure measurement in the prediction and prevention of diabetic foot ulceration-A comprehensive review. Diabetes/metabolism researchand reviews 2020; 36 (4): e3258.

Fernando, M. et al. Plantar pressures are higher in cases with diabetic foot ulcers compared to controls despite a longer stance phase duration. BMC Endocrine Disorders 2016; 16 (1): 51.

Lavery,L. et al. Practical criteria for screening patients at high risk for diabetic foot ulceration. Archives of internal medicine 1998; 158 (2): 157-162.

Waaijman,R.et al. Risk factors for plantar foot ulcer recurrence in neuropathic diabetic patients. Diabetes Care 2014; 37 (6): 1697 - 1705.

Anschrift für die Verfasser:

Irina Leher, Institut für Medizintechnik (IfMZ), Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden, Weidener Technologie-Campus (WTC), Campusallee 1, 92637 Weiden

Kontakt:

Fraunhofer-Institut für Silicatforschung

Dr. Bernhard Brunner # Neunerplatz 2 # 97082 Würzburg

Bernhard.brunner@isc.fraunhofer.de # Phone: + +49 931 4100 416

CMC für Ressourceneinsparung und Reduktion von CO2-Emissionen

Im Bereich der Luftfahrt stehen Gewichtsreduzierung und Energieeffizienz ganz oben bei den Anforderungen – auch für neue Materialien und Komponenten. Keramische Faserverbundwerkstoffe (CMC) bieten im Hinblick auf den Einsatz in Fluggasturbinen dabei wesentliche Vorteile: Bei CMC-Komponenten beträgt die Dichte nur ein Drittel im Vergleich zu konventionellen Metallbauteilen, damit tragen sie zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung bei. Auch können sie bei bis zu 300 K höheren Temperaturen eingesetzt werden. Im Heißbereich von Gasturbinen ermöglichen CMC-Bauteile deshalb eine effizientere und vollständigere Verbrennung, sparen Treibstoff und verringern so die CO₂-Emissionen. Mit oxidkeramischen Verbundwerkstoffen (O-CMC) ist außerdem naturgemäß eine hohe Oxidationsbeständigkeit sowie eine geringe Korrosionsneigung in der Verbrennungsatmosphäre gewährleistet, damit lässt sich die Betriebsdauer der Komponenten erhöhen.

Das Fraunhofer-Zentrum HTL arbeitet seit Anfang 2021 im Rahmen des Projekts »AirfOx«, gefördert über das bayerische Luftfahrtprogramm BayLu25, daran, einen automatisierungsfähigen Prozess und Technologien zu entwickeln, mit denen eine endkonturnahe Fertigung von Triebwerksschaufeln für Fluggasturbinen (Airfoils) aus oxidischen Keramikfasern integral und serientauglich möglich ist.

Textile Verarbeitung von Keramikfasern zu endformnahen 3D-Preformen für mehr Ressourceneffizienz

Durch den Einsatz von Multiskalensimulation und CAD-Programmen zur lastgerechten Faserauslegung soll am Beispiel der Airfoil aufgezeigt werden, wie die Entwicklung einer komplexen 3D-Preform in der CMC-Herstellung ablaufen kann. Mit innovativen Webtechniken wird eine neue Herstellungsmethode für dreidimensionale Gewebe-Preforms aus keramischen Verstärkungsfasern für CMC-Komponenten mit unterschiedlich langen Deckflächen entwickelt, wobei gleichzeitig Stützstrukturen in Form von Stegen eingewebt werden können. Auch lokal auftretende Spannungsspitzen, die bei der Modellierung erkannt werden, können so bereits bei der Gewebeauslegung berücksichtigt werden. Dabei ist die Übertragung textiler 3D-Webtechniken auf keramische Fasern aufgrund deren Sprödigkeit eine besondere Herausforderung. Mit der speziellen Fertigungstechnologie werden die textilkeramischen 3D-Preforms endkonturnah an einem Stück hergestellt. So kann im Fertigungsprozess eine hohe Ressourceneffizienz gewährleistet werden.

Im Projekt wird ein Digitalisierungskonzept für die Fertigung der Preform entwickelt, um die Produktionsdaten, die wesentlich für die Bauteileigenschaften sind, während der webtechnischen Umsetzung des textilen Halbzeugs kontinuierlich zu erfassen und zu bewerten. Ziel ist der Aufbau eines Daten-Management-Systems als vorbereitende Maßnahme für Zertifizierungen zur Gewährleistung der Rückverfolgbarkeit aller Prozessparameter, um so spätere Luftfahrtzulassung zu erleichtern.

Das textile Halbzeug wird in vier Schritten zu einem CMC-Bauteil umgesetzt, wobei das spezielle Verfahren für die Infiltration erstmals für diese Art von 3D-Preforms zur Anwendung kommt. Neben der Technologieentwicklung des Infiltrationsverfahrens steht die Automatisierbarkeit des Prozesses im Fokus.

»AirfOx« macht automatisierte Fertigungsschritte von CMC-Komponenten möglich

CMC-Airfoils können signifikant dazu beitragen, den Treibstoffverbrauch zu reduzieren und den CO₂-Ausstoß zu verringern. » AirfOx« wird hier einen wesentlichen Beitrag in Richtung einer Serienfertigung leisten und soll den Weg ebnen, um die neue ressourceneffiziente Technologie zur Herstellung von komplexen 3D-Faserprefoms für CMCs zu etablieren, die dann auch für andere CMC-Typen, z. B. SiC/SiC-CMC, eingesetzt werden können.

Kontakt:

Fraunhofer ISC - Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, AWZ TFK

Prof. Dr.-Ing. Frank Ficker # Kulmbacher Straße 76 # 95213 Münchberg

Frank.ficker@isc.fraunhofer.de # Phone: +49 (0)175 1137192

Das neu entwickelte intelligente elektronische Pflaster APFEL beschleunigt und verbessert die Wundheilung. In Zusammenarbeit mit Partnern wurden additive Verfahren für die Herstellung mehrlagiger flexibler elektronischer Systeme entwickelt und die Einzelkomponenten hinsichtlich der Biokompatibilität bewertet. Zur Darstellung der in vitro Wirkung wurde unter anderem der Scratch Assay als in vitro Wundheilungsassay eingesetzt und das beschleunigte Verschließen einer, in einen Zellrasen aus Keratinozyten (HaCaT Zellen) eingebrachten Lücke / Scratch, nachgewiesen. Fraunhofer ENAS entwickelte angepasste Siebdruckverfahren für die Herstellung von leitfähigen und isolierenden Multilagenschichten auf flexiblen Substraten, elektrische Durchkontaktierungsvarianten für dünne Foliensubstrate und Aufbau- und Verbindungstechnologien für die hybride Integration von herkömmlichen elektronischen Bauelementen und entsprechende Steuerelektroniken für den Test der Demonstratoren.

Die Heilung von Wunden ist ein uraltes Problem, das bis heute noch nicht komplett verstanden und gelöst ist. Bereits im Altertum wurden Wunden mit Alkohol gespült, verbunden und genäht. Bei akuten Wunden findet eine Heilung innerhalb von wenigen Tagen bis Wochen statt, je nach Größe der Verletzung. Von chronischen Wunden spricht man, wenn sich nach drei Monaten keine Heilungstendenzen zeigen oder die Wunde nach wie vor besteht und nicht abgeheilt ist1. Die Eigenschaft eines elektrischen Gradienten, Zellen in regenerativem Gewebe zu gerichtetem Wandern und Polarisation zu veranlassen, ist der Angriffspunkt für die im BMBF Projekt APFEL2 entwickelten Therapieformen, über ein »intelligentes elektronisches Pflaster« eine beschleunigte und verbesserte Wundheilung herbeizuführen.

1 Schiemann D, Deutsches Netzwerk für Qualitätsentwicklung in der Pflege. Expertenstandard Pflege von Menschen mit chronischen Wunden. DNQP; 2009.

2 BMBF “KMUinnovativ: Medizintechnik”, Förderkennzeichen 13GW0106C.

Kontakt:

Fraunhofer Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS

Dr. Alexander Weiß # Technologie-Campus 3 # 09126 Chemnitz

alexander.weiss@enas.fraunhofer.de # Phone: +49 371 45001-246

Textile Halbzeuge können einen großen Teil zur Gewichtseinsparung im Endprodukt beitragen. Dabei rücken neben Carbonfasern vermehrt Naturfasern in den Fokus für Leichtbauprodukte. Insbesondere die Verwendung von Flachsfasern aus dem europäischen Raum kann in der Herstellung eine positive CO₂-Bilanz gegenüber den in einer energieintensiven Produktion hergestellten Carbonfasern aufweisen und stellt somit eine ernst zu nehmende Alternative dar. Die Anforderungen für textile Halbzeuge liegen im Automotive-Bereich darin, vorgegebene mechanische Kennwerte bei gleichbleibender Bauteilgröße und vor allem -dicke zu erzielen und gleichzeitig durch Gewichtsersparnis und den Einsatz nachhaltiger Materialien vor allem ökologische aber auch ökonomische Vorteile zu generieren. Es kommen hier Bindungsarten zum Einsatz, die sich durch das gewünschte Flächengewicht, eine hohe Drapierbarkeit und eine für die jeweiligen Lastfälle geeignete Konstruktion auszeichnen. Neben dem Automotive-Bereich können textile Halbzeuge auch in „neuen“ Anwendung im Baubereich eingesetzt werden. Hierbei kommen als Matrix unter anderem Zement oder Asphalt zur Anwendung, welche sich beide durch eine relativ hohe Korngröße auszeichnen. Um eine Gefügestörung durch das textile Halbzeug in der jeweiligen Schicht zu verhindern, muss gewährleistet werden, dass die jeweilige Körnung das Gewebe durchdringen kann. Gleichzeitig ergeben sich hohe Anforderungen an die Verschiebefestigkeit der Gewebe, da beim Handling und Einbau der Gewebe im Hoch- und Tiefbau teils enorme Kräfte auf die textilen Halbzeuge wirken, welche nicht zu einer Störung der Gewebekonstruktion führen dürfen. Ein sogenanntes Drehergewebe stellt daher eine sehr gute Option für diese Anwendungen dar, da es große Garnabstände bei gleichzeitig hoher Verschiebefestigkeit ermöglicht. Bei der Herstellung eines Drehergewebes können außerdem die Kett- und Schussfäden gezielt hinsichtlich ihrer Feinheit (tex) ausgewählt werden und somit enorme Krafteinflüsse während der Einbau- und Nutzungsphase aufnehmen. Ein Projekt, in dem diese Drehergewebe durch das Fraunhofer WKI für den Einsatz in Beton entwickelt und hergestellt werden, ist das von der DBU geförderte Projekt zum Einsatz von Naturfaserbewehrung in Beton/ Fassadenplatten (FKZ 35830/01-25). Hierbei werden Drehergewebe aus Flachsfasern als Alternative zur Stahlbewehrung verwendet. Vorteile sind eine schlankere und leichtere Konstruktion von Betonbauteilen, da durch eine Verringerung der Bewehrungsquerschnitte Zement eingespart werden kann. Zudem liegt eine deutlich reduzierte Korrodierbarkeit der eingesetzten Textilfasern, bei vergleichbarer Zugfestigkeit in Bezug auf Stahl vor. Auf die bei Stahlbewehrung notwendige Mindestüberdeckung zur Verhinderung von Korrosion kann daher verzichtet werden. Neben einem Einsatz von Textilfasern zur Kraftaufnahme sind auch Funktionsintegrationen wie Beleuchtung mit technischen Textilien oder Degradationsmonitoring realisierbar. Im Forschungsprojekt SenAD wurden am Fraunhofer WKI Sensorikdrähte direkt im Webprozess in das textile Halbzeug integriert und durch die Projektpartner in Asphaltprobekörper eingebaut (FKZ 19F1070A). Das mittelfristige Ziel dieser Einarbeitung ist eine kontinuierliche Überwachung des Asphaltzustands unter den ständigen Einflüssen von Verkehr und Witterung. Die Veränderung des elektrischen Widerstands des Sensormaterials kann Aufschluss auf den Degradationszustand der Asphalttragschicht geben und somit Sanierungsmaßnahmen nachhaltiger gestalten.

Kontakt:

Fraunhofer-Institute für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, HOFZET

René Schaldach # Heisterbergallee 12# 30453 Hannover

rene.schaldach@wki.fraunhofer.de # Phone: + +49 511 9296 2220

Eine steigende Nachfrage der Industrie nach nachhaltigen Alternativen zu konventionellen erdölbasierten Produkten begründet den hohen Stellenwert von innovativen biobasierten und gleichzeitig leistungsstarken Materialien. Ein vielversprechender Kandidat ist hierbei die Polymilchsäure (PLA), ein biobasierter Polyester, das kommerziell verfügbar und durch thermoplastische Prozessierung zu Fasern, Folien oder Spritzgussteilen verarbeitet werden kann. Gezielte Stereokomplexierung ermöglicht zudem eine Steigerung der Schmelztemperatur um bis zu 60 K auf 230 °C, wodurch sich thermische Eigenschaften von PLA-basierten Produkten effektiv verbessern lassen.

Basierend auf den thermisch resistenten Stereokomplex (sc)PLA-Filamentgarnen entwickeln Forschende der Fraunhofer Institute IAP und ICT innovative PLA-basierte Einkomponenten-Organobleche, die technische Applikationen adressieren und insbesondere mit Hinblick auf die Rezyklisierbarkeit einen Beitrag zur Umsetzung der Sustainable Development Goals der UN leisten können.

Aktuelle Entwicklungen finden hierbei im Rahmen des Fraunhofer Clusters Circular Plastics Economy CCPE^® statt. Diese fokussieren sich auf die Optimierung der mechanischen Performance des Verbundwerkstoffs. Ein möglichst attraktives Zug- und Duktilitätseigenschaftsprofil soll zielführend dazu beitragen, neue Applikationsgebiete für PLA-basierte Produkte zu etablieren.

Eine finale Anwendung des vorgestellten Materials setzt jedoch auch die kommerzielle Verfügbarkeit von scPLA-Filamentgarnen voraus. Dazu soll in den kommenden 2 Jahren das BMEL-geförderte Projekt AllPLACo (FKZ 2220NR297X) entscheidend beitragen. Darin arbeitet das Fraunhofer IAP an der Seite des Filamentgarnherstellers Trevira GmbH u.a. an der Verifizierung der Skalierbarkeit des Herstellungsprozesses von scPLA-Filamentgarnen.

Am Stand des Fraunhofer-Netzwerkes Textil (Halle 12.0 Stand D15) finden sich Exponate von scPLA-Filamentgarnen, die im Rahmen des Projektes „AllPLACo“ entstanden sowie innovative PLA-basierte Monomaterialcomposite in Form von Organoblechen, die in Kooperation zwischen den Fraunhofer Instituten IAP und ICT im Fraunhofer Cluster Circular Plastics Economy CCPE^® entwickelt werden.

Kontakt:

Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP

Dr. André Lehmann # Geiselbergstraße 69 # 14476 Potsdam-Golm

lehmann@iap.fraunhofer.de # Phone: +49 331 568 1510

ULTRASCHNELLER 3D-DRUCK UNTER EINSATZ VON STANDARD-GRANULAT

Das SEAM-System besteht aus einer extrusionsbasierten Plastifiziereinheit zur Verarbeitung von Kunststoff Granulat, die mit einem Hexapod kombiniert wurde. Der Hexapod – eine schwenk bare 6-Achs-Parallelkinematik – ist mit einer Bauplattform aus Metall bestückt. Das Hexapod-Bewegungssystem zeichnet sich durch eine hohe Dynamik, geringe bewegte Massen und eine damit einhergehende hohe Positionier- und Bahngenauigkeit aus und ist somit ideal für die Bewegungssteuerung des Extruders geeignet.

Verfahrensprinzip

Über eine modifizierte Extrusionsschnecke wird das Kunststoffgranulat in den Extruder eingezogen und plastifiert, wobei Prozessgeschwindigkeiten bis ein Meter pro Sekunde erreicht werden können. Die entstehende Kunststoffschmelze wird anschließend schichtweise auf der Bauplattform abgelegt. Dank der Parallelkinematik kann die Bauplattform in X-, Y- und Z-Achse gekippt und so unter der Düse der Plastifiziereinheit entlang bewegt werden, dass die zuvor programmierte Bauteilform erzeugt wird. Durch den kontinuierlichen Ablageprozess ist die Ferti gung großvolumiger, belastbarer Bauteile möglich. Zum geregelten Drucken in Kurven und Ecken sowie bei Positionssprüngen ohne Materialaustrag ist die Regelung der Austragsleistung in Abhängigkeit der Bahngeschwindigkeit erforderlich. Aufgrund des sehr trägen Plastifizierverhaltens eines Extruders ist eine Volumenänderung über die Extruderdrehzahl nicht sinnvoll möglich. Daher wurde eine vorgeschaltete Einheit entwickelt, die einen geschwindigkeitsabhängigen Materialaustrag zwischen 0 bis 100 Prozent erlaubt.

Verarbeitbare Materialien

Im SEAM-Verfahren kann ein rieselfähiges, preisgünstiges Standard-Kunststoffgranulat verarbeitet werden. Dadurch lassen sich im Vergleich zu klassischen Fused Layer Modeling (FLM)-Verfahren, wo teures Filament verwendet wird, Materialkosten um das bis zu 200-fache einsparen. Getestet wurden bereits verschiedenste Kunststoffe – von thermoplastischen Elastomeren, Polypropylen bis hin zu Polyamid-6 mit 40 Prozent Kohlenstofffaseranteil (PA 6 CF). Das sind für die Industrie relevante Materialien mit hoher Steifig- und Festigkeit oder auch einer hohen Elastizität, die sich mit klassischen 3D-Druckern nicht verarbeiten lassen.

Verfahrensvorteile

Ein wesentlicher Verfahrensvorteil von SEAM liegt in der Verabeitungsgeschwindigkeit. Pro Stunde werden bis zu zehn Kilogramm Kunststoff durch die ein Millimeter große, temperierte Düse der Plastifiziereinheit gedrückt. Zum Vergleich: Bei herkömmlichem FLM, einer Methode des Schmelzstrangablegens, werden zwanzig Stunden für den Druck von einem Kilogramm Kunststoff benötigt. Mit SEAM gelingt es darüber hinaus, komplexe Geometrien ohne Stützsystem belastungsgerecht zu fertigen. Auch unterschiedliche Wandstärken können in einer gedruckten Spur erzeugt werden. Während klassische Kunststoffspritzgießbauteileprozess- und designbedingt eher dünnwandig ausgeführt sind, können im SEAM-Prozess – abhängig von der Tischgeschwindigkeit und der Austragsleistung des Extruders – zum Beispiel mit einer ein Millimeter großen Düse bei PA 6 CF Strangbreiten zwischen 1,2 und 3,1 Millimeter realisiert werden.

Zusammenfassung

Das SEAM-Verfahren erweitert die Möglichkeiten zur effizienten Herstellung von Kunst Das SEAM-Verfahren erweitert die Möglichkeiten zur effizienten Herstellung von Kunst stoffbauteilen in einem 3D-Druckverfahren deutlich. Aufgrund der geringen Material kosten und der kurzen Herstellungszeiten können die Bauteilkosten um ein Vielfaches reduziert werden. Darüber lassen sich mit diesem Verfahren Materialien verarbeiten, die bisher nicht im 3D-Druck verarbeitbar waren, wobei gleiche Oberflächenqualitäten wie beim Standard-FLM-Prozess erreicht werden.

Kontakt:

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Dr.-Martin Kausch Reichenhainer Str. 88 # 09126 Chemnitz

martin.kausch@iwu.fraunhofer.de # Tel.: +49 371 5397 1024

Mehr Informationen erhalten Sie auf:

https://www.hybridleichtbau.fraunhofer.de/de/anlagentechnik/kalander-direktimpraegnieranlage.html

Kontakt:

M. Sc. Alexander Husemann

Composite materials, mass production technology for FRP, function integration

Fraunhofer Project Center Wolfsburg c/o Open Hybrid LabFactory e.V.

Hermann-Münch-Str. 2 # 38440 Wolfsburg # Phone: +49 172-1490013

Weitere Informationen finden Sie hier -> zur Messe

Simulationen des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM machen Prozesse bei der Herstellung von Vliesstoffen effizienter. So wird im Rahmen des Anti-Corona-Programms von Fraunhofer die Produktion von Infektionsschutz optimiert.

Zur Pressemitteilung --> 

Neben führender Wissenschaftler und Unternehmer auf diesem Gebiet, wie Prof. Dr. rer. Nat. Klaus Schilling vom Zentrum für Telematik e.V. in Würzburg, Herrn Dr. Ing. Carsten Wiedemann von der TU Braunschweig und Dr. Ing. Ernst K. Pfeiffer, Geschäftsführer der Firma HPS und Sprecher der Deutschen Raumfahrt-KMU, hält Marielies Becker vom Fraunhofer ISC/HTL einen Vortrag über »Textiltechnische Verarbeitung keramischer Fasern für Raumfahrtanwendungen«.

Weitere Informationen finden Sie hier: -> 1. Hofer SpacDay

 -> zum Flyer  

Im Teilvorhaben: »Dünnschichtsolarzellen für technische Textilien« des Projektes PhotoTex entwickelten die Forscher der Fraunhofer-Institute für Keramische Technologien und Systeme IKTS und für Elektronische Nanosysteme ENAS gemeinsam mit den Projektpartnern textile, biegsame Solarzellen, die in 5 Jahren zur Marktreife geführt werden sollen.

-> zur Pressemitteilung »Textile Solarzellen«

Neben dem Gastvortrag von Prof. Dr. Klaus Mainzer über künstliche Intelligenz und dem Festvortrag von Prof. Dr.-Ing. Yves-Simon Gloy können sich die Teilnehmer auf weitere Vorträge renommierter Referenten zu hochaktuellen und spannenden Themen freuen. Neben einem interessanten Begleitprogramm in Bayreuth bietet die Veranstaltung eine hervorragende Möglichkeit zum Networking und Erfahrunsaustausch im Kollegenkreis.

Weitere Informationen finden Sie hier: -> VDTF 

Aktuelle Forschungsthemen stellt die Fraunhofer-Allianz Textil auf ihrem Gemeinschaftsstand zur Techtextil 2019 in Frankfurt vor. Ganz nach dem Motto der Messe »Space for Innovation« bieten alle Kompetenzfelder der Allianz eine interdisziplinäre Plattform für neue Ideen und Entwicklungen.

-> zur Pressemitteilung Techtextil 2019 

Intelligente Materialien und integrierte Elektronik schaffen Voraussetzungen für innovatives Design und neue Anwendungen in den Bereichen intelligente Textilien, elektronische Verbindungen, Steuerungen und Anzeigen. Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC mit seinem Center Smart Materials arbeitet an siliconbasierten Materialien, angepassten Druckpasten und effizienten Produktionstechnologien. Damit kann das Anwendungspotenzial von dehnbaren Sensoren und Leiterbahnen für neue Produktideen erschlossen und die Implementierung beschleunigt werden.

-> mehr dazu in der Pressemitteilung 

Der Trend hin zum „Internet of Everything“ ist ungebrochen. Egal ob im industriellen, medizinischen oder im alltäglichen Bereich, immer mehr elektrische Geräte werden miteinander verbunden. Diese nehmen Messwerte auf, tauschen Daten aus und reagieren nach Möglichkeit und Anwendung darauf. Auf Grund von immer kleineren Strukturen, neuer Prozessmöglichkeiten und neuer, flexibler Materialien werden solche Systeme zunehmend im textilen Bereich eingesetzt. Mittels neuer, innovativer Geräte lassen sich medizinische Messwerte direkt über ein Kleidungsstück aufnehmen, Aktoren wie EMS-Elektroden direkt ins Textil integrieren oder Funktionen wie MP3-Player, GPS-Empfänger, Sturzdetektoren, Heizstrukturen und vieles mehr einfach und intuitiv einbetten. Kommunikation und Datenaustausch finden dabei in der Regel drahtlos zum Beispiel über WLAN, Bluetooth, RFID oder in Zukunft auch über das 5G-Netz statt.

Für solche Anwendungen und Funktionen wird elektrische Energie benötigt. „Energy Harvesting“ ist trotz der Bemühungen den Energiebedarf der elektronischen Schaltungen zu minimieren für viele Anwendungen nicht ausreichend. Daher sind Energiespeicher wie Batterien oder wieder aufladbare Akkumulatoren zum Betrieb notwendig.

-> Weitere Informationen finden Sie hier! 

Ein vielversprechender Ansatz zur Integration funktionaler Elemente wie Sensoren und Aktoren ist die Herstellung von Elektroniksystemen durch das Einbetten von aktiven und passiven elektronischen Komponenten in Polymerbeschichtungen unter Nutzung etablierter Schichtabscheidungstechnologien.

-> Erfahren Sie hier mehr! 

Bei der Textilverarbeitung kommen oftmals Chemikalien aus fossilen Quellen zum Einsatz. Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB forscht an unbedenklichen biobasierten Alternativen. Insektenchitin, das in großen Mengen als Reststoff in der Futtermittelindustrie anfällt, wird dabei zu hochreinem Chitosan aufgearbeitet. Das Biopolymer eignet sich als Schlichtemittel bei der Verarbeitung von Garnen. Entsprechend modifiziert kann es auch zur funktionalen Ausrüstung von Textilien eingesetzt werden.

-> zur Pressemeldung des Fraunhofer IGB 

Das Schmelzspinnen ist das gängigste Verfahren, um aus Kunststoff Fasern zu produzieren. Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) nutzt Simulations- und Optimierungsmethoden, um Kunden bei der Entwicklung, Auslegung und Verbesserung von Spinnpaketen zu unterstützen.

-> zur Pressemeldung des Fraunhofer ITWM 

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Fraunhofer-Simulationswerkzeug für qualitativ hochwertige Filamente

Polymerfäden zu spinnen – etwa für Hygieneartikel – ist eine komplexe Angelegenheit: Die Prozesse zu simulieren, übersteigt die derzeitige Rechenleistung bei Weitem. Über neue Ansätze ist es Fraunhofer-Forscherinnen und -Forschern gelungen, die Berechnungen zu vereinfachen. Somit lassen sich komplette Spinnprozesse erstmalig simulieren, besser verstehen und deutlich leichter optimieren.

-> zur Pressemeldung des Fraunhofer ITWM

-> mehr Informationen in Englisch 

Die Anwendungsbereiche von Trockenspinnprozessen reichen von Textilien über Vliesstoffen bis hin zu Leichtbauteilen. In einem typischen Prozess wird Polymer mit einem Lösungsmittel über die Düsen einer Spinnplatte unter Druck ausgebracht, in einem Spinnschacht aerodynamisch getrocknet, am Schachtende abgezogen und dadurch verstreckt.

-> zur Pressemitteilung des Fraunhofer ITWM 

In Zusammenarbeit des Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, dem Institut für Textiltechnik (ITA) und dem Institut für Unternehmenskybernetik (IfU) in Aachen entsteht im Rahmen des AIF-Projektes »OptiDrape« ein Drapier-Katalog für kleine und mittlere Unternehmen (KMU).

-> zur Pressemeldung des Fraunhofer ITWM 

Die Anforderungen an die Textilindustrie ändern sich dramatisch. Der Trend geht in vielen Bereichen zur Individualisierung, ähnlich wie beispielsweise beim Autokauf. Verbraucher fordern vermehrt maßgeschneiderte Produkte. Dieser Umbruch im Konsumentenverhalten ist für europäische Textilunternehmen lukrativ, da die kundenspezifische Herstellung von Produkten mit kleinen Losgrößen zu einer Rückverlagerung der Produktion nach Europa führt. Dafür notwendig ist jedoch die Digitalisierung der Produktion, die das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) mit hybriden simulationsbasierten Machine Learning (ML) Methoden unterstützt.

-> mehr Informationen finden Sie hier! 

Die ComCarbon®-Technologie des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP soll es künftig ermöglichen, Carbonfasern für den Massenmarkt kostengünstig herzustellen.

-> zur Pressemitteilung des Fraunhofer IAP 

Beschichtungsmerkmale der Atomlagenabscheidung (ALD):
- Oxid-Passivierung als Diffusionsbarriere
- Hohe Uniformität und Konformität bei 3D-Geometrien
- Transparente ultradünne Schichten (< 10 nm)
- Niedertemperatur-Prozessfenster (< 70 °C)

Ressourceneffizient und nachhaltig hergestellt, mit funktionalen und smarten Eigenschaften ausgerüstet – an die Textilien der Zukunft werden hohe Anforderungen gestellt. Unter dem Motto »Smarte Textilien in Strukturbauteilen« fand das erste Symposium der Fraunhofer-Allianz Textil in Braunschweig ein. Am 6. und 7. Juni 2018 gaben Experten der Branche Einblicke in fortschrittliche Textiltechnologien.

-> zur Pressemitteilung Symposium: Smarte Textilien in Strukturbauteilen

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Die im Frühjahr letzten Jahres gegründete Fraunhofer-Allianz Textil mit derzeit 14 Mitgliedsinstituten erlebte bei ihrem Messedebüt auf der diesjährigen internationalen Leitmesse für Technische Textilien und Vliesstoffe TECHTEXTIL eine durchgehend positive Resonanz.

-> zur Pressemitteilung Techtextil 2017 

Das Leistungszentrum Simulations- und Software-basierte Innovation veranstaltete am 20. und 21. September 2017 in Kaiserslautern den Industrieworkshop Digitale Technologien für Fasern, Vliesstoffe und technische Textilien. Er bietet Fachleuten aus industrieller Entwicklung und anwendungsnaher Forschung Gelegenheit, sich über den Einsatz von digitalen Technologien zur Optimierung von textilen Produkten, ihrer Herstellung sowie von Verfahren zur Qualitätsprüfung miteinander auszutauschen.

Neuere Entwicklungen wie die Kopplung von Simulationstechniken zur rechnergestützten Untersuchung der Auswirkungen des Herstellungsprozesses auf die Produkteigenschaften stehen dabei im Vordergrund. In gleichem Maße ist es ein wesentliches Ziel des Workshops, die Sicht von Expertinnen und Experten aus der Industrie hierzu in den Vordergrund zu rücken. 

-> Pressemitteilung zum Industrieworkshop: Fasern, Vliesstoffe und technische Textilien