AFBW Industrieprojekte

An den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf wurden neue Cellulose/Chitin Blendfasern (CChF) und –beschichtungen (CChB) entwickelt, die besonders vorteilhafte Anwendungen im Medizin- und Bekleidungssektor versprechen.

Bisher liegen noch keine Informationen zur Verarbeitbarkeit der Fasern zu textilen Strukturen und der Polymerblends für Beschichtungen vor. Fasern und Beschichtungen sollen jedoch an die geforderten Eigenschaften von vor allem medizinischen Anwendungen gezielt angepasst werden. Dies ermöglicht das neue Herstellungsverfahren über die Verarbeitung aus ionischen Flüssigkeiten aufgrund der großen Variabilität. Es sollen zunächst in Laborversuchen die von den textilen Verarbeitungsprozessen und der Anwendung geforderten Eigenschaftsprofile am ITCF entwickelt und nach Upscaling entsprechende Fasermengen für die Weiterverarbeitung am ITV zur Herstellung von Pilotprodukten bereitgestellt werden. Im Fokus stehen beispielhaft Gestricke, gewirkte Netze und Spinnfaservliese, die bezüglich ihrer mechanischen, physiologischen, biologischen und antibakteriellen Eigenschaften zu charakterisieren sind.

Bei den Beschichtungsversuchen sollen zunächst in Kleinmengen geforderte Rheologieprofile eingestellt werden, Wirkadditive modellhaft ausgewählt und Beschichtungsmassen bereitgestellt werden. Die Beschichtungen werden an der am ITV bestehenden Einzelfadenbeschichtungsanlage erprobt. Dabei soll die Eignung der Polymerkombination für die Garnbeschichtung und deren Einfluss auf die Garneigenschaften untersucht und optimiert werden. Schließlich wird das Freisetzungsverhalten von Wirkstoffen in vitro untersucht.

Ziel des interdisziplinären Verbundvorhabens mehrerer Forschungsbereiche der DITF ist die Stärkung v.a. der KmU im Land Baden-Württemberg im Bereich der Medizintextilien. Eine nachhaltige Bedeutung wird das Ergebnis auch auf die Therapie und Prävention von Hauterkrankungen haben und so eine deutlich sozio-ökonomische Komponente beitragen.

Die Projektleitung unterliegt Dr. Frank Hermanutz. Die finanzielle Förderung erfolgt durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg.

Experimentelle und virtuelle Generierung von Schlüsseldaten zur Auslegung von Faserverbundwerkstoffen beim Automobilbau sowie der Luft- und Raumfahrttechnik.

Konkretes Ziel des interdisziplinären Verbundvorhabens mehrerer Forschungsbereiche der DITF ist die Stärkung v.a. der KmU im Land Baden-Württemberg im Bereich des Leichtbaus durch die Verfügbarmachung der - für jede rechnerische Auslegung von endlos- oder langfaserverstärkten Faserverbundbauteilen erforderlichen Kennwerte - in einem wissensbasierten Informationsportal. Gerade die KmU können solche Kennwerte nicht selbst erarbeiten. Durch Digitalisierung der Daten werden die Prozesse entlang der Wertschöpfungskette miteinander verknüpft, um Entwicklungszeit und -kosten einzusparen, Materialeinsatz zu reduzieren, Recycling zu ermöglichen und damit Ressourcen zu schonen.

Das Projekt „OxCeFi – Oxide Ceramic Fibers” beschäftigt sich sowohl mit der Herstellung keramischer Fasern (mit neuer Zusammensetzung) als auch mit der Verarbeitung dieser Fasern zu textilen Preforms, den Vorstufen für die Herstellung keramikfaserverstärkter Keramiken (CMC = Ceramic Matrix Composites), die z. B. durch die Einlagerung von Keramikfasergeweben in eine keramische Matrix entstehen. Keramische Verbundwerkstoffe werden zunehmend wichtiger für technische Anwendungen im Hochtemperatur-Leichtbau, da sie metallische Superlegierungen ersetzen können und diese bezüglich Temperaturbeständigkeit, spezifischen Festigkeiten und Modulen übertreffen können.

Als eine der interessantesten Anwendungen wird der Einsatz in Fluggasturbinen und stationären Gasturbinen gesehen, da mit dieser neuen Materialklasse eine neue Turbinen Generation herstellbar ist, die bei gleichzeitig reduzierten Emissionswerten höhere Wirkungsgrade aufweist. Aber auch in der chemischen Anlagentechnik und im Ofenbau eröffnen die neuen Materialien neue Möglichkeiten. Überall dort wo bisher keramische Werkstoffe aufgrund ihrer Sprödbrüchigkeit und der geringen Temperaturwechselbeständigkeit an Grenzen stießen, spielen die CMCs ihre Stärken aus.

Im Projekt OxCeFi werden die Kompetenzen des Instituts für Textilchemie und Chemiefasern bei der Keramikfaserherstellung und des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik in der Verarbeitung von Fasern zu Geweben zusammengeführt und somit die Synergien an den DITF in Denkendorf optimal genutzt. Das Verweben von keramischen Fasern ist extrem anspruchsvoll und nur mit modernster Webtechnik zu beherrschen.

Ziel des Projektes ist es, den gesamten Herstellungsprozess bis zum Gewebe aus keramischen Fasern zu beherrschen. Bereits nach 7 Monaten Projektlaufzeit konnten Gewebe aus den DITF OxCeFi-Fasern hergestellt und zu keramischen Verbundwerkstoffen verarbeitet werden.

PEM-Brennstoffzellen gelten als vielversprechende Technologie für eine umweltfreundliche Mobilität. Durch die hocheffiziente Umsetzung von Luftsauerstoff mit Wasserstoff entsteht elektrische Energie und als einziges Abgasprodukt Wasser. Trotzdem werden Materialien eingesetzt, welche umweltproblematisch sind.

Das Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE und die Deutschen Institute für Textil und Faserforschung DITF Denkendorf haben sich dieser Motivation angenommen und ressourcenschonende Konzepte für Gasdiffusionslagen in PEM-Brennstoffzellen erarbeitet. Das Leistungspotential von fluorfreien Gasdiffusionsschichten auf Glasfaserbasis konnte so nachgewiesen werden. Außerdem ist dadurch eine signifikante Kostenersparnis durch Material- und Produktionskosten möglich.

Bei einem abschließenden Workshop konnten die Projekt-Ergebnisse vorgestellt werden. Hierbei zeigte sich nochmals, dass das Thema deutlich im Bereich der zukünftigen Märkte liegt und auf die Substitution von Materialien in einer noch in der Entwicklung liegenden Anwendung abzielt.

Mit großer Freude unterstützte die AFBW das Projekt als Partner.

Im Rahmen der Ausschreibung "Technologischer Ressourcenschutz" des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg wird das Projekt PURCELL von ITV Denkendorf und ITCF Denkendorf gemeinsam durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist es, einen neuen, recyclierbaren und kompostierbaren Werkstoff aus nachwachsenden, heimischen Rohstoffen als GFK-Ersatz zu entwickeln. Die Problematik bei GFK Bauteilen liegt in der Entsorgung. Es stellt sich die Frage: Wohin mit den Abfällen? Ein Werkstoff aus purer Cellulose könnte diese Frage beantworten und wäre kompostierbar, sortenrein und recyclierbar. 

AFBW unterstützt dieses Projekt im projektbegleitenden Ausschuss. 

Im Projekt FAST-MATRIX werden neue in-situ polymerisierbare Einkomponenten-(1K) Matrixsysteme zur Steigerung der Produktivität im hybriden Leichtbau entwickelt. Unter Anwendung der latenten Polymerisationskatalyse werden 1K-Systeme zur Erzeugung thermoplastischer Gusspolyamid-Matrices (PA 6) in unterschiedlichen Faserverbund-Fertigungsverfahren getestet.

Optimierung der Krafteinleitung in schwingbelastete Faserverbundstrukturen

Entwicklung einer selbstlernenden Methode zur Prognose der kapillaren Steigkinetik von Fluiden am Beispiel des Harzeinzugs in Rovings sowie textilen Halbzeugen und Vliesen

Textilbasierter Kollektor mit integriertem Latentwärmespeicher zur solarthermischen Energienutzung

Entwicklung von Basisentwicklung zur Herstellung von frei konturierten Geweben mit integrierten 3D-Verbindungsstrukturen mittels Steckschützenwebtechnik

Entwicklung von umweltfreundlichen und energiesparenden Rohstoffen für PEM-Brennstoffzellen