Fasergarnspinntechnologie
Dipl.-Ing. Martin Hengstermann, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am ITM, an der Spezialkrempelanlage am ITM zur Verwertung von recycelten Carbonfasern (rCF) für den Wiedereinsatz in lasttragenden Verbundbauteilen - Prämiert mit dem Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis 2016
Die Forschungsaktivitäten zur Fasergarnspinntechnologie am ITM beinhalten eine Vielzahl von Projekten. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Gebiet der Verspinnung von Hochleistungsfasermaterialien für technische Anwendungen. Die Arbeiten erfolgen sowohl im Rahmen von Grundlagenforschung (DFG-Projekte), der AiF-Förderung von anwendungsorientierter Grundlagenforschung bis zur firmenspezifischen Umsetzung neuer Verfahren und Produkte (IGF-, ZIM- und BMBF-Projekte) als auch in direkter Industrieforschung bzw. als Dienstleistungspartner. Alle notwendigen aktuellen Maschinentechniken von der Spinnereivorbereitung bis zur Ausspinnung und Umspulung von unterschiedlichen Garnstrukturen sowie die erforderlichen Prüfgeräte zur Charakterisierung von Garnstrukturen sind am ITM vorhanden.
Die simulationsgestützte Entwicklung einer reibungsfreien Hochleistungsdrallerteilungsvorrichtung auf Basis der Supraleitungstechnologie als Ersatz für das klassische Ring-Läufer-System an Textilmaschinen ist ein aktueller Fokus der Forschungsaktivitäten am ITM. Der entwickelte Prototyp dieses neuen patentierten Spinnverfahrens wurde erfolgreich auf dem ITMA 2015 in Mailand vor Publikum präsentiert und löste dabei Begeisterung aus. Durch Umsetzung der supraleitenden Magnetlagerung wird eine Produktionssteigerung um bis zu 200 % gegenüber dem klassischen Ringspinnverfahren ermöglicht und somit ein industrieller Durchbruch erzielt.
Darstellung des SML-Prinzips an einer Ringspinnmaschine
Deutscher Rohstoffeffizienz-Preis 2016 an das ITM der TU Dresden und die Oskar Dilo Maschinenfabrik KG für die Umsetzung eines unikalen Verfahrens zur Herstellung von rCF-Hochleistungshybridgarnen für Faserverbundwerkstoffe © BGR/Fotothek
Ein besonderer Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten umfasst die Verwertung von recycelten Carbonfasern (rCF) für den Wiedereinsatz in lasttragenden Verbundbauteilen. Diese rCF werden durch optimierte Spinnprozesse entweder zu reinen rCF-Stapelfasergarnen oder zu Hybridgarnen mit zusätzlichen Matrixfasern für die thermoplastische Verarbeitung versponnen. Dazu werden die Maschinentechniken des konventionellen Garnherstellungsverfahrens gemeinsam mit Industriepartnern für die schonende Verarbeitung der recycelten Carbonstapelfasern signifikant modifiziert und zum Teil neu entwickelt. Am 16. Februar 2017 wurde im Rahmen der Fachkonferenz „Rohstoffe effizient nutzen – Erfolgreich am Markt“ im Bundeswirtschaftsministerium in Berlin das am ITM erfolgreich etablierte Forschungsvorhaben „Rohstoffeffiziente Verwertung von recycelten Carbonfasern durch Entwicklung einer Technologie zur industriellen Fertigung von Hybridgarnen für den Einsatz in hochbelastbaren CFK-Bauteilen“ in der Wettbewerbskategorie Forschung mit dem Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis 2016 ausgezeichnet.
Weitere Forschungsaktivitäten bestehen in der Entwicklung, Modifizierung und Anpassung der vorhandenen Fadenbildungstechnologien zu einem industriell einsetzbaren Verfahren zur Ausspinnung feiner Stapelfasergarne aus empfindlichen Hochleistungsfasermaterialien (z. B. Basalt und spezielle Glasfasern) sowie in der Verarbeitung von Metallfasern und der Fertigung von Sensor- und Funktionsgarnen.
Herstellung von hochtemperaturbeständigem Silex-Garn
Zur Analyse der Prozesse und Maschinenkomponenten werden modernste Messtechniken (High-Speed-Videotechnik, Beschleunigungssensoren etc.) und am ITM selbst entwickelte In-Situ-Verfahren zur Erfassung der Fadendynamik eingesetzt.
Ansprechpartner:
© Mirko Krziwon
Herr Dr.-Ing. Anwar Abdkader
Leiter Multimaterial-Garnstrukturen für Hightech-Anwendungen
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