Beschichtung und Konfektionierung von Abstandsgewirken zur Fertigung fluiddichter Produkte (IGF-AiF 16417 BR/2)

Aufgabenstellung

Um neue Gebrauchswerte für 3D-Gewirke in marktrelevanten Produkten realisieren zu können, sind neue Fertigungsverfahren notwendig. Durch eine Beschichtung der Gewirkeflächen werden die "traditionellen" Eigenschaftsmerkmale verändert und der Abstandsraum kann beispielsweise für den Transport von Fluiden genutzt werden. Ziel der Forschungsarbeiten ist es, Abstandsgewirke so zu beschichten und zu konfektionieren, dass fluiddichte Produkte hergestellt werden können. Dazu wurden geeignete Beschichtungsmassen und Applikationstechnologien entwickelt, um einen Austritt von Fluiden durch die Deckflächen der Abstandsgewirke zu verhindern. Für eine Versiegelung der Seitenflächen wurden verschiedene Konfektionstechnologien erprobt und zum Erreichen der Aufgabenstellung entsprechend weiterentwickelt.

Lösungsweg

Im Fokus der Untersuchungen stand der Einsatz thermoplastischer Beschichtungsmassen, die insbesondere im medizinischen Bereich weit verbreitet sind.

Beschichtung von Abstandsgewirke

Abb. 1: Beschichtung von Abstandsgewirke

Aus ökologischen Gründen wurde im Rahmen der Untersuchungen der Einsatz wässriger Dispersionen angestrebt und eine spezielle Beschichtungsrezeptur entwickelt, die eine besonders nachweislich gute Verschweißbarkeit besitzt. Als dickenerhaltendes Fügeverfahren ist eine Kombination aus Nähen und Kleben realisiert worden, wobei die Auswahl des thermoplastischen Klebstoffes sowie des Nähfadenmaterials spezifisch auf das Beschichtungsmaterial abzustimmen sind.

3D-Fügestelle hergestellt durch Ultraschallschweißen
3D-Fügestelle hergestellt durch Doppelsteppstich-Blindstich
Abb. 2: 3D-Fügestellen, hergestellt nach verschiedenen Technologien: Ultraschallschweißen (links), Doppelsteppstich-Blindstich und Nahtabdichtungsband (rechts)

Anwendung/Einsatzmöglichkeiten
    
Durch eine Beschichtung können zusätzliche Funktionen wie z. B. Fluiddurchströmung, integriert werden. Als potenzielle Einsatzfelder für fluidführende 3D-Abstandsstrukturen, insbesondere Abstandsgewirke, werden

  • Heiz- oder Kühlmatten,
  • pneumatische Systeme mit Stützfunktionen und
  • Wärmeaustauscher

gesehen.

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. André Modes

 
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