3D-Druckverfahren für Textilien

Hochschule Niederrhein forscht im Projekt AddiTex.

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Mönchengladbach, 19. Juni 2017. 3D-Druckverfahren spielen in Zeiten von Industrie 4.0 eine wichtiger werdende Rolle. Das Verfahren, bei dem durch Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgetragen wird, gewährt ein hohes Maß an Designfreiheit sowie Funktionsoptimierung und -integration. Auf Textilien wird das Verfahren derzeit noch nicht angewandt. Der Grund: Die verwendeten Endlosdrähte (Filamente) sind nicht auf Textilien zugeschnitten.

Am Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung arbeitet eine Forschungsgruppe daran dies zu ändern. Im Rahmen des Verbundprojekts „AddiTex“ werden bis Ende 2019 gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie Funktionstextilien für technische Anwendungen entwickelt, die sich über ein 3D-Druckverfahren herstellen lassen. 250.000 Euro des Gesamtvolumens von 1,1 Millionen Euro fließen als Fördersumme dabei der Hochschule Niederrhein zu.

„Bei der Herstellung technischer Textilien stehen die funktionellen Eigenschaften im Zentrum, wie sie beispielsweise bei Schutzkleidung wichtig sind“, erklärt Prof. Dr. Maike Rabe, Leiterin des FTB und AddiTex-Teilprojektleiterin. Durch 3D-Fertigung – eine sogenannte additive Fertigung – erschließen sich dabei neue Möglichkeiten: „Elemente wie Steckverbindungen lassen sich via 3D-Druck direkt auf textile Flächen auftragen. Auf diese Weise entstehen neue Produkte, die die Funktionalität von Beginn an integrieren“, führt Rabe aus.

Druckversuche mit FDM-Druck

Als 3D-Drucktechnologie soll im Projekt das Fused Deposition Modeling (FDM) zum Einsatz kommen. Der FDM-Druck auf Textilien wird bisher aufgrund der mangelnden Verfügbarkeit geeigneter Polymerwerkstoffe noch nicht kommerziell verwendet. Denn industriell eingesetzte Werkstoffe müssen neben der Zugabe von Prozessadditiven wie Weichmachern noch zusätzlich additiviert werden (z. B. hinsichtlich UV-Stabilität oder Flammschutz), um eine ausreichende Haltbarkeit der gefertigten Bauteile zu gewährleisten. Die auf dem Markt verfügbaren Filamente weisen für diese speziellen industriellen Anforderungen bislang eine unzureichende Additivierung auf.

An der Hochschule Niederrhein sollen im Rahmen des Projekts Druckversuche durchgeführt werden. „Dazu gehören maßgeschneiderte Bauteile aus Schmaltextilien und Kunststoffen für technische Anwendungen, die Applikation von 3D-Strukturelementen für textilen Sonnen- und Schallschutz sowie die Applikation angepasster Formverstärkungen für Schutz- und Funktionsbekleidung“, sagt Dr. Michael Korger, Teilprojektkoordinator am FTB. Dazu müssen die Textilien vorbehandelt sowie die Polymerwerkstoffe und textilen Verbundteile getestet werden.

Durch die Optimierung der einzelnen Verfahrensschritte im 3D-Druckverfahren sollen im Projekt AddiTex schließlich neue, dreidimensionale Funktionstextilien für technische Anwendungen entwickelt werden. Anwendungsfelder sind vor allem Textilien und textile Bauteile im Bereich der Sport-, Schutz- und Sicherheitsbekleidung sowie innovativer technischer Textilien – zum Beispiel im Automobil-Bereich. Durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren kann die Textilbranche nicht nur von Beginn an ihre Produkte funktional optimieren. Auch Fertigungsschritte wie das Zuschneiden, Einnähen oder Kleben von funktionalen Komponenten an ein Textil lassen sich so einsparen.

AddiTex wird gefördert mit einer Zuwendung des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“; Projektträger: LeitmarktAgentur.NRW; Projektträger Jülich.

Projektpartner:
BARLOG plastics GmbH (Projektkoordinator) | Junkers & Müllers GmbH | JUMBO-Textil GmbH & Co. KG | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Quelle: Hochschule Niederrhein