Presseinformation ITA präsentiert seine textile Wertschöpfungskette

Univ.-Prof. Prof. h.c. (RU)
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing.
Thomas Gries
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ITA präsentiert seine textile Wertschöpfungskette von der Faser bis
zum fertigen Bauteil auf JEC World 2016 in Paris
Paris, 8.-10. März 2016
Das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen
University (ITA) präsentiert sich auf dem AZL-Gemeinschaftsstand “Composites in Action – Composites 4.0 – JEC Group in Partnership with AZL“
am Stand C80 in Halle 6. Dort stellt es seine Kompetenz anhand der textilen Wertschöpfungskette von der Faser über den Precursor bis zum fertigen Bauteil mit folgenden drei Hauptexponaten aus:
1. Druckbehälter, umwickelt mit der Multi-Filament Winding Machine
„MFW-48“
Die von der Firma Murata Machinery Ltd. in Japan entwickelte und gebaute
MFW-48 stellt Preforms für Faserverbundanwendungen her. Es handelt
sich dabei um die europaweit erste Maschine, die zukünftig am ITA installiert wird. Die auf der MFW-48 produzierten Verbundwerkstoffe haben exzellente mechanische Eigenschaften in Faserrichtung. Die MFW-48 verarbeitet eine große Anzahl von Fasern gleichzeitig zu einer Preform.
Verstärkungsfasern, z. B. Carbonfasern, werden auf einem Kern abgelegt,
um sukzessive Lagen zu produzieren. Der Kern selber rotiert und bewegt
sich in horizontaler Richtung vor und zurück. So werden rohrförmige Strukturen mit unidirektionaler Faserstruktur fabriziert (Abbildung 1 „Druckbehälter, umwickelt mit der MFW-48“, Quelle: Murata Machinery Ltd.).
Um eine vollständige Lage mit ausnahmsloser Überdeckung des Kerns zu
erzeugen, muss der Kern nur ein einziges Mal durch die Maschine geführt
werden. Dadurch ist die Fertigungszeit für eine Einzellage niedrig und die
Gesamtproduktivität des Prozesses hoch (Abbildung 2 „Veranschaulichung
des Prozesses der MFW-48“, Quelle Murata Machinery Ltd.).
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Die Maschine am ITA eröffnet europäischen Firmen die Möglichkeit, Prototypen für ihre Anwendungen herzustellen. Auf dem ITA-Stand können Sie
sich durch ein Video und einen Demonstrator von der Tauglichkeit der Maschine für Ihre Anwendungen überzeugen. Weitere Informationen erhalten
Sie über [email protected].
2. Autodachsegment aus lokal verstärkten Geweben
Das Autodachsegment wurde erstmals vollständig aus lokal verstärkten
Geweben produziert (Abbildung 3 „Autodachsegment“, Quelle: ITA). Dabei
ist das Textildesign so gut auf die leichtbaugerechte Struktur ausgelegt,
dass die Fasereigenschaften optimal ausgenutzt werden können und das
Autodach leichter wird. Das hier eingesetzte Open Reed-Webverfahren
erlaubt es, die einzelnen lokal verstärkten Lagen in nur einem Prozessschritt durchzuführen. So sind die Herstellungskosten geringer, da Prozessschritte eingespart werden und weniger Verschnitt anfällt. Weitere Information erhalten Sie über [email protected].
3. Stehtisch aus Textilbeton
Der Stehtisch aus Textilbeton visualisiert das enorme Zukunftspotential
dieses innovativen Verbundwerkstoffes (Abbildung 4 „Stehtisch aus Textilbeton“, Quelle: ITA). Dieses Potential basiert auf der hohen Tragfähigkeit
von Textilbetonbauteilen und deren Korrosionsbeständigkeit im Vergleich
zu herkömmlichem Beton mit Stahlbewehrung. Die flexible Textilbewehrung
ermöglicht die Herstellung von filigranen, frei geformten und leichten Betonstrukturen, die durch hervorragende mechanische Eigenschaften und
eine lange Lebensdauer bestechen. Bei der Konzipierung des Stehtisches
aus Textilbeton wurde ein quadraxiales epoxidbeschichtetes CarbonGelege als Basis verwendet. Es verleiht dem Tisch annähernd isotrope
Eigenschaften und ermöglicht eine Tischdicke von nur 15 mm.
Potentielle Zielgruppen sind textil- und betonverarbeitende Unternehmen
sowie Baufirmen. Sie können in Zukunft ihre Produktpalette durch die höheren Gestaltungs- und Einsatzmöglichkeiten des Textilbetons erweitern
und diversifizieren. Darüber hinaus bietet Textilbeton eine interessante Alternative für private Nutzer und kleine Baufirmen, da er im Gegensatz zu
Stahlbeton ohne großen Maschinenaufwand und in bisher untypischen Ein-
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satzgebieten für Beton verwendet werden kann. Weitere Information erhalten Sie über [email protected].
Anbei ein Ausschnitt der weiteren Exponate, die das ITA auf der JEC World
2016 ausstellt:
4. 3D-gewebter Omega Stringer
Der 3D-gewebter Omega Stringer besteht aus 12 k Kohlenstofffaser und ist
auf einer konventionellen Bandwebmaschine hergestellt. Verglichen mit
den herkömmlichen Prepreg- und Laminataufbauten reduzieren sich Zeit
und Kosten bei der Produktion. Da der Stringer endkonturnah gefertigt wird,
fällt kaum bzw. kein Verschnitt an. Die Herstellung ist unkompliziert, weil
sie auf einer gängigen Bandwebmaschine erfolgt. Es werden keine Sondermaschinen benötigt.
Der 3D-Omega-Stringer ist ein typisches Verstärkungsprofil, wie es z. B. in
der Luftfahrt zur Verstärkung von Druckkalotten genutzt wird. Er zeigt die
Technologie des direkten Profilwebens (Abbildung 5 „3D-gewebter OmegaStringer“, Quelle: ITA). Zielgruppen für diese Technologie sind die Luftfahrtund die Automobilindustrie.
Mit dieser Technologie zeigt das ITA seine Kompetenz in der automatisierten, endkonturnahen Herstellung von 3D-Profilen wie I-, T- und OmegaProfilen in einem etablierten Prozess auf herkömmlichen Bandwebmaschinen. Die Technologie ist sofort einsetzbar. Weitere Informationen erhalten
Sie über [email protected].
5. Demonstration der Prozesskette von der Precursorherstellung bis
zum Faserverbundbauteil „Von der Faser bis zum Bauteil“
Das ITA demonstriert auf der JEC seine hauseigene Prozesskette zur Carbonfaserherstellung (Abbildung 6 „Von der Faser bis zum Bauteil“, Quelle:
ITA). Es kann die Einflussgrößen in der ganzen Prozesskette auf die mechanischen Festigkeiten bestimmen (z. B. bei der Faser-Matrix-Haftung).
Interessant ist dies besonders für Precursor- und Carbonfaserhersteller.
Der Prozess der Carbonfaserproduktion ist am ITA bereits erprobt. Kunden
können am ITA Carbonfasern nach ihren Vorgaben herstellen. ITAs Anteil
an der Carbonfaserfabrikation besteht in der Erprobung neuer Precursoren
und der Optimierung der Carbonfaserherstellung und Energieeffizienz. Weitere Informationen erhalten Sie über [email protected].
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6. Gefaltetes Textilbetonelement
Es handelt sich hier um eine neuartige Gestaltungsmöglichkeit im Bereich
der Textilbetonfassaden. Die Faltung wird mit Hilfe eines neuen Faltwerkzeugs realisiert. Dabei wird der Textilbeton im Grünstand umgeformt. Die
Herstellungsmethodik erlaubt gefaltete und wellenförmige Geometrien im
Bereich der Textilbetonfassaden (Abbildung 7 „Gefaltetes Textilbetonelement“, Quelle: ITA).
Zielgruppe sind Textilhersteller, Textilbetonhersteller und Architekten. Das
neuentwickelte Herstellungsverfahren erlaubt die serielle Herstellung für
eine mittlere Fertigungsmenge (50-100 Elemente). Das ITA hat hierzu die
Textilien für die gefalteten Betonstrukturen entwickelt. Dazu gehört z. B. die
Entwicklung eines lokal angepassten Geleges bzgl. der Biegesteifigkeit.
Mit der Vermarktung kann ab Ende 2016 gerechnet werden. Weitere Informationen erhalten Sie über [email protected].
7. Geflochtenes Profil aus faserverstärktem thermoplastischem
Kunststoff mit integriertem Insert
Das Profil wurde hergestellt durch das Umflechten eines Flechtkerns mit
einem Hybridgarn (Abbildung 8 „Geflochtenes Profil aus faserverstärktem
thermoplastischem Kunststoff mit integriertem Insert“, Quelle: ITA). Das ITA
zeigt damit seine Aktivitäten im Bereich Flechtpultrusion. Ein Vorteil ist,
dass die Inserts direkt umflochten werden und nicht nachträglich eingebracht werden müssen. Weil die Einbringung der Inserts in einem Arbeitsschritt innerhalb der Umflechtung erfolgt, muss die Faser nicht durchtrennt
werden. Dadurch verringern sich die Produktionszeiten und die Prozessschritte. Der Produktionsprozess wird effizienter. Diese Technologie ist
interessant für die Branchen Automobil und Luftfahrt und voraussichtlich
2017 – 2020 marktreif. Weitere Informationen erhalten Sie über
[email protected].
8. Laserstrahlgebohrte Preform mit Insert
Die Preform zeigt die Möglichkeiten der Laserstrahlbearbeitung im Rahmen
einer Preformherstellung (Abbildung 9 „Laserstrahlgebohrte Preform mit
Insert“, Quelle: ITA). Sie beweist, dass hochpräzise angepasste Aussparungen für Krafteinleitungselemente per Laserstrahlbohren in mehrlagige
Carbonfasertextilien angebracht werden können. Die Krafteinleitungsele4
mente werden auch als Inserts bezeichnet. Durch den Einsatz dieser innovativen Technologie können Prozessschritte und Prozesszeiten eingespart
werden. Der Anteil des ITA hieran besteht in der Preformherstellung und
der Integration der Inserts. Weitere Informationen erhalten Sie über [email protected].
9. Lokal verstärktes Gewebe mit integriertem Insert
Die Verstärkung des lokal verstärkten Gewebes mit integriertem Insert wird
direkt während der Erstellung des Halbwerkzeuges integriert (Abbildung 10
„Lokal verstärktes Gewebe mit integriertem Insert“, Quelle: ITA). Die Verstärkung ist lastpfadgerecht. Das Design des Bauteils ist gewichtsoptimiert.
Darüber hinaus ermöglicht die direkte Einbringung eine verringerte Anzahl
an Preformingschritten und reduziert den Verschnitt. Das ITA gestaltet
hierbei die Verstärkung und übernimmt die Prüfung. Weitere Informationen
erhalten Sie über [email protected].
10. Radialgeflochtene Basaltfaserstruktur
Die radialgeflochtene Basaltfaserstruktur ist sehr temperaturbeständig - sie
hält hohe Einsatztemperaturen von über 800 °C aus. Dazu hat sie eine
Dichte unterhalb von 3 g/cm3. Mit diesen Eigenschaften ist die radialgeflochtene Basaltfaserstruktur weitaus robuster und für vielseitige Einsatzgebiete z. B. im Turbinen- und Motorenbau prädestiniert (Abbildung 11
„Radialgeflochtene Basaltstruktur“, Quelle: ITA). Das ITA übernimmt hierbei
das Flechten der Preforms. Weitere Informationen erhalten Sie über [email protected].
Wir freuen uns auf Sie auf dem AZL-Gemeinschaftsstand Composites
in Action – Composites 4.0 – JEC Group in Partnership with AZL“ am
Stand C80 in Halle 6!
Bilder mit Bildunterschrift
1. Druckbehälter, umwickelt mit der Multi-Filament Winding Machine
„MFW-48“, Quelle: Murata Machinery Ltd.
2. Veranschaulichung des Prozesses der Multi-Filament Winding Machine
„MFW-48“, Quelle: Murata Machinery Ltd.
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3. Autodachsegment aus lokal verstärkten Geweben, Quelle: ITA
4. Stehtisch aus Textilbeton, Quelle: ITA
5. 3D-gewebter Omega-Stringer, Quelle: ITA
6. „Von der Faser bis zum Bauteil“, Quelle: ITA
7. Gefaltetes Textilbetonelement, Quelle: ITA
8. Geflochtenes Profil aus faserverstärktem thermoplastischem Kunststoff
mit integriertem Insert, Quelle: ITA
9. Laserstrahlgebohrte Preform mit Insert, Quelle: ITA
10. Lokal verstärktes Gewebe mit integriertem Insert, Quelle: ITA
11. Radialgeflochtene Basaltstruktur, Quelle: ITA
Über das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University
Das Institut für Textiltechnik (ITA) gehört zur Exzellenz-Universität RWTH
Aachen. Seine Kernkompetenzen liegen in der Entwicklung von Textilmaschinen und -komponenten, neuen Werkstoffen und neuen Verfahren zur
Herstellung von Textilien. Die zentralen Technologiefelder sind Materialund Energieeffizienz, Funktionsintegration und Integrative Produktionstechnologien. Durch das Center of High Performance Fibre Material ermöglicht das ITA klein- und mittelständischen Unternehmen (KMU) direkten
Zugang zu wissenschaftlicher Forschung speziell im Bereich von Hochmodulfasern und Composites. Für Industrieunternehmen bietet das ITA Weiterbildung und Seminare sowie Forschungsdienstleistungen gemeinsam
mit der Partnerfirma ITA Technologietransfer GmbH an. Daneben bildet
das ITA Studierende verschiedener Fachrichtungen in Textiltechnik aus
und ermöglicht die Promotion zum Dr.-Ing. Weitere Informationen finden
Sie unter www.ita.rwth-aachen.de.
Ab dem Wintersemester 2015/16 bietet das ITA in Kooperation mit der
RWTH International Academy den internationalen Masterstudiengang
‚M.Sc. in Textile Engineering‘ an. Entsprechende Informationen finden Sie
unter www.academy.rwth-aachen.de/de/kurs/m-sc-textile-engineering.
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