Inno-Kom-Ost MF 160086
Abstract
Mit der Technologieentwicklung zur Herstellung mediendicht beschichteter Abstandsgewirke, die bei konstantem Volumen mittels Druckbeaufschlagung eine definierte Änderung ihrer Form zeigen, ist es erstmals möglich, leichte, flexible sowie individuelle Halbzeuge herzustellen.
Im Rahmen der Projektarbeit sind material‑ und maschenelastische Abstandsgewirke entwickelt und mit konventionellen Beschichtungstechnologien beschichtet worden. Eine eigens entwickelte Versiegelungstechnologie erlaubt die Herstellung individueller Halbzeuge für verschiedenste Einsatzgebiete. Anwendung finden diese Halbzeuge als Aktuatoren in Endprodukten wie z. B. Sitz‑ und Bettsystemen, Aufprallschutz, Greiferfunktionen bis hin zum Einsatz in künstlichen Händen.
The technology development for impermeably coated spacer fabrics makes it initially possible to produce light, flexible and individual semi-finished products, which allow defined shape changes at constant volume by means of pressurization.
Within the scope of the project, spacer fabrics with material and mesh elasticity have been developed and were coated with conventional coating technologies. A specially developed sealing technology allows the production of customized semi-finished products for a wide range of applications. These semi-finished goods are used as actuators in end products such as seat and bed systems, impact protection, gripping functions and even in artificial hands.
Aufgabenstellung
Ziel des Forschungsvorhabens waren die Entwicklung von leichten textilen Halbzeugen, die bei konstantem Volumen mittels Druckbeaufschlagung eine definierte Änderung ihrer Form ermöglichen, und die Entwicklung einer Technologie zu deren Herstellung. Die Grundlage dazu bildet ein textiles Flächengebilde aus speziell konstruiertem Abstandsgewirke mit verschiedenen Dehnungskonzepten. Zur Realisierung der Funktion Formänderung der Abstandsstrukturen ist beidseitig eine angepasste hochelastische Beschichtung notwendig, die gleichzeitig eine geringe Permeabilität für Luft darstellt. Anwendungsbezogene Untersuchungen waren notwendig, um belastbare Aussagen sowohl im Hinblick auf die textile Grundstruktur selbst als auch auf die Entwicklung einer dehnfähigen luftundurchlässigen und anhaltend haftfesten Außenhülle zu erhalten.
Lösungsweg
Unter Verwendung der Doppelrascheltechnologie sind maschenelastische Abstandsstrukturen aus Polyester-Multifilament-fadenmaterialien entwickelt worden, welche durch verschiedene Maschenstrukturen unterschiedliche Dehnungseigenschaften und damit eine gezielte Verformung aufweisen. Unter Verwendung von Elastanfadenmaterialien werden materialelastische Abstandsstrukturen mit einer sehr elastischen und einer weniger elastischen Seite konstruiert.
Zur Realisierung der Funktion Formänderung der konstruierten Abstandsstrukturen ist beidseitig eine hochelastische Beschichtung notwendig, die gleichzeitig eine geringe Permeabilität für Luft darstellt. Dafür sind Beschichtungsmatrices auf Basis von Silikonen, Polyurethanen und Polysulfiden untersucht worden. Letztendlich erweist sich die silikonbasierende Beschichtung als am besten geeignet, die notwendige Elastizität und Flexibilität zu gewährleisten. Zur Herstellung textiler Halbzeuge mit der Funktion Formänderung ist eine luftundurchlässige Kantengestaltung notwendig. Dafür ist ein Streichverfahren entwickelt worden, welches eine dichte Versiegelung ohne Verwendung bisher notwendiger Hilfsrahmen ermöglicht.
Ergebnis und Anwendungen
Es sind textile Halbzeuge entwickelt worden, deren Form sich unter Erhalt eines konstanten Volumens gerichtet verändert. Bisherig verwendete Systeme basieren auf einer gleichzeitigen Form- und Volumenänderung der Strukturen und benötigen damit ein wesentlich höheres Luftvolumen. Für diese leichten flexiblen Halbzeuge ergeben sich vielfältigste Anwendungsfelder. Beispielsweise können sie als pneumatische textile Aktuatoren in der Automobilbranche eingesetzt werden, angefangen von
- sich selbst aufstellenden und stabilisierenden Cabrio-Verdecken mit geringem Platzbedarf beim Verstauen
- über interaktive Spoiler, die ihre Form der Geschwindigkeit anpassen,
- den interaktiven Aufprallschutz an und in Fahrzeugen (Seitenaufprallschutz, Fußgängerschutz, interaktive Seitenverkleidung, interaktive Spoiler mit integriertem Aufprallschutz, …)
- bis zu Fahrzeugsportsitzen mit aktivem, in den Kurven sich verstärkendem Seitenhalt.
Die interaktiven Protektoren für Motorradfahrer, Skifahrer bzw. Sportler sind dem Freizeitsport zuzuordnen und betreffen die Sportartikelhersteller bis hin zu Arbeitsschutztextilien.
Schnell aufstellbare Zelte, Rettungsinseln, die im Ernst‑ und Katastrophenfall (Erdbeben etc.) in Sekunden aufgestellt werden können, betreffen verschiedenste Bereiche der Schutztextilien.
Bei Interesse der Unternehmen werden weitere Lösungen für individuelle Anforderungen und Einsatzgebiete in Folgeprojekten angeboten.
Ansprechpartner
Dr. Yvonne Zimmermann
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