ITM auf der ITMA 2023 in Halle 3, Stand B309

Vom 08. bis 14. Juni 2023 wird das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden bei der ITMA auf dem Messegelände in Mailand Halle 3, Stand B309 vertreten sein.

Das ITM wird den Besuchern der ITMA einen umfassenden Einblick in aktuelle Arbeiten auf dem Gebiet der Maschinen- und Produktentwicklungen entlang der gesamten textilen Prozesskette geben.

Die Bereitstellung von endkonturnahen, verschnittfreien Geweben wird für zahlreiche Anwendungen immer wieder aufs Neue gefordert. Dabei liegt jedoch die Limitierung auf feste Gewebebreiten innerhalb der Gewebefertigung vor. Diese Limitierung wurde durch die innovative Entwicklung eines für Breitwebmaschinen einsetzbaren breitenvariablen, elastomerbasierten Webblatt gelöst. Mit diesem ist es möglich die Gewebebreite und damit Kettfadendichte individuell im Webbprozess an die geforderte Kontur anzupassen. Mit der Entwicklung wird die Abfallmenge aufgrund subsituierter Zuschnittprozesse erheblich gesenkt sowie die Fertigung neuartiger Gewebestrukturen ermöglicht. Auf der IMTA 2023 wird dieses Webblatt und dessen Funktionsweise vorgestellt.

Als wesentlicher Bestandteil der textiltechnologischen Forschungsaktivitäten wird es auf der ITMA 2023 Einblicke in die Maschinenentwicklung am ITM geben. Prozess- und Produktinnovationen gehen Hand in Hand mit der Entwicklung neuer Maschinenkonzepte. Basis der Entwicklungskompetenzen am ITM ist dabei die Vielzahl der am ITM durchführbaren Analysemethoden von Prozessen und Produkten. Darauf aufbauend setzt das ITM im konstruktiven Entwicklungsprozess verschiedene CAD-Werkzeuge, FEM und Berechnungssoftware als auch verschiedene additive Fertigungsmethoden ein. Detaillierte konstruktiv-technologische Erkenntnisse gewinnen wir durch schnelle Umsetzung der Entwicklungen am großen institutseigenen Maschinenpark.

Vielfältige Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet, werden ebenso vorgestellt. Mittels skalenübergreifender Modellierung und Simulation wird am ITM ein tiefgreifendes Material- und Prozessverständnis erreicht. Dazu wurden Finite-Element-Modelle auf der Mikro-, Meso- und Makroskala entwickelt und validiert. Beispiele aus aktuellen Forschungsprojekten des ITM demonstrieren die vielseitigen Möglichkeiten und Einsatzbereiche moderner Simulationsmethoden auf dem Gebiet der Textiltechnik.

Am ITM werden textile Fertigungsprozesse mittels kommerziell verfügbarer sowie speziell entwickelter Messsysteme charakterisiert und Zusammenhänge zwischen Garn,- Prozess- und Produktparametern ermittelt. Ziel ist hierbei die bereits hochproduktiven textilen Verfahren noch weiter hinsichtlich gesteigerter Qualität und Produktivität zu befähigen. Diese Zusammenhänge werden je nach Komplexität mittels klassischer analytischer Mathematik oder mittels Methoden des Maschine Learnings bzw. Künstlicher Intelligenz beschrieben. Auf Basis derartiger Erkenntnisse werden Prozesse gezielt im Sinne einer Smart Production optimiert und deren Wirksamkeit unter industrienahen Bedingungen nachgewiesen. Zugehörige Beispiele werden am Stand des ITM präsentiert und können mit den Mitarbeitern vor Ort diskutiert werden.

Das ITM stellt neuartige funktionale Lösungen im Bereich der E-Textiles vor. Beispiele umfassen gezielt ansteuerbare Force-Feedback-Handschuhe, die in VR-Umgebungen oder in medizinisch/chirurgischen Anwendungsszenarien die auszuführende Handlung wesentlich intuitiver und damit präziser ausführbar machen. Ein weiteres Exponat thematisiert eine innovative Funktionslegins, die es ermöglicht u. a. Multiple Sklerose Patienten situationsgerecht unterstützende Muskelstimulationen bereitzustellen und somit deren Lebensalltag erheblich lebenswerter zu gestalten.

Auf der ITMA 2023 stellt das ITM auch Exponate aus dem Bereich des textilen Bauens vor. Dazu gehört ein partiell einbetonierter textiler Netzgitterträger, der mittels einer innovativen textilen Fertigungstechnologie auf Basis der am ITM verfügbaren Multiaxial-Kettenwirktechnik, in Kooperation mit dem Institut für Massivbau der TU Dresden, hergestellt wurde. Durch die Entwicklung eines individuellen Kettfadenzulieferungs-, -versatz und -abzugssystems sowie anforderungsgerechter Umformmethoden, können nun maßgeschneiderte textile Halbzeuge bspw. zur Anwendung in Wand- und Deckentafeln hergestellt werden. Diese Netzgitterträger stellen eine ressourcenschonende Alternative zu konventionellen Stahlgitterträger dar, aufgrund des reduzierten Betondeckungsbedarfs sowie einem zusätzlichen Hohlraum für die Medien- und Kabelführung.

Weiterhin wird eine neuartige Carbonbewehrungsstruktur vorgestellt, dessen Faserverlauf sich an biologischen Vorbildern orientiert. Der graduelle Faserverlauf nach biologischem Vorbild eines peltaten Sprossachsen-Blatt-Übergangs führt zu einer lastpfadgerechten Orientierung der Carbonbewehrung, wodurch der Bedarf von Beton und Bewehrung minimiert wird. Hergestellt wurde diese Carbonbewehrungsstruktur mit Hilfe eines am ITM entwickelten robotergestützten Garndirektablageverfahrens. Für die Entwicklung des Carbonbetons wurde die TU Dresden mit dem höchsten Preis des Deutschen Bundespräsidenten für Innovation und Technik, dem Deutschen Zukunftspreis 2016, ausgezeichnet.  

Weiterhin wird am ITM die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Garnkonstruktionen aus recycelten Hochleistungsfasern (z. B. rCF, rGF, rAR) für nachhaltige Verbundwerkstoffe erfolgreich vorangetrieben. Mit einer am ITM entwickelten Spezialkrempelanlage werden recycelte Fasern aufgelöst, vereinzelt und zu einem breiten gleichmäßigen Band zusammengeführt. Anschließend können daraus auf Basis verschiedener Spinntechnologien neuartige Hybridgarnkonstruktionen aus gleichmäßig vermischten recycelten Hochleistungs- und Thermoplastfasern mit variierbaren Faservolumenanteilen für skalierbare Verbundeigenschaften gefertigt werden. Ausgewählte Garnkonstruktionen und daraus gefertigte Bauteile werden den Besuchern der ITMA präsentiert. Diese Technologie wurde unter Beteiligung der Firma Oskar Dilo Maschinenfabrik KG mit dem Deutschen Rohstoffeffizienzpreis 2016 ausgezeichnet.