Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Thermo-optische Kontrolle von fortlaufend gewebten Bahnen mit leitfähigen Funktionsfäden

Elektrisch leitfähige Garne finden zunehmenden Einsatz in der Textilindustrie. Die Spannweite der Einsatzfelder reicht von Heiztextilien über sensorische und Leuchttextilien, textile Elektroden im Sport- und Freizeitbereich sowie in der Medizin. Zusätzlich zu den vorhandenen Anwendungen prognostizieren verschiedene Marktforschungsberichte für die kommenden 5 Jahre und darüber hinaus enorme Wachstumsraten von 300 % (in Deutschland) in diesem Sektor. Um diese Produktionskapazitäten sicher zu bewältigen muss nach neuen Möglichkeiten hinsichtlich der Qualitätskontrolle gesucht werden.

Genau an diesem Punkt positioniert sich das geplante Forschungsvorhaben "Thermo-optische Kontrolle", wo mittels des Verfahrens der Impuls-Thermographie leitfähige Strukturen sowie Materialeigenschaften von, im ersten Schritt, gewebter Flächenware untersucht werden sollen. Eine weitere Anwendung des Verfahrens auf gestrickte, gewirkte oder gestickte smart textiles ist ebenfalls denkbar, wodurch ein universelles System zur automatischen Begutachtung und Fehleranalyse von textiler Flächenware entstehen wird. Um das Ziel des Projektes, die Adaption eines Messsystems an eine flächenbildende Textilmaschine, zu erreichen, sind folgende Evaluierungsschritte im Projekt geplant: Versuchsvorbereitung, Erprobung des Systems und Analyse der Messwerte, automatische Auswertung der Messwerte sowie die Adaption an eine Textilmaschine.

Mit einem funktionierenden Messsystem zur Kontrolle der physikalischen Parameter von textiler Flächenware wird ein großer Beitrag für die Qualitätssicherung bei der Fertigung von funktionalen Textilien geleistet. Zusätzlich verringert sich der manuelle Aufwand während der Fertigung, wodurch die Produktionskosten für funktionale Flächenware gesenkt werden und dadurch ein breiter Markteintritt für KMU mit solchen Erzeugnisse ermöglicht wird.

Ergebniszusammenfassung:

Mit dem Projektabschluss steht eine grundlegende Technologie zur Verfügung, mit der vorwiegend Schmallbandwebereien eine vollautomatisierte Qualitätskontrolle in Bezug auf integrierte elektrisch leitfähige Fadenmaterialien in Geweben durchführen können. Die Kontrolle kann prinzipiell direkt an die Webmaschine angebaut werden, um die Ware während der Herstellung zu prüfen. Alternativ können die produzierten Rollen über zwei Wickelmodule separiert von mehreren Textilmaschinen geprüft werden. Eine Anwendungsmöglichkeit ist ein nachgeschaltetes und optionales Modul an einer Webmaschine. Dieser Aufbau ermöglicht eine leicht verzögerte 100 %-Kontrolle an einer Webmaschine. Ziel dieser Modifikation ist es, Kunden von Schmalbandwebmaschinen die Möglichkeit zu geben, Webtechnik und Warenkontrolle separat zu erwerben. Aus wirtschaftlicher Sicht ist es sinnvoller bestehende Maschinen nachzurüsten als eine Maschine alleine für dieses neue Verfahren zu entwickeln und aufzubauen. Stattdessen werden neue Maschinen geplant, bei dem dieses Modul angeschlossen werden kann, um den Markteintritt zu finden. Sobald sich dieses Verfahren im Markt etabliert hat, gibt es Aussichten für eine gesonderte Maschine ausschließlich optimiert auf dieses Verfahren. Durch die Entwicklung eines automatischen Verfahrens zur Qualitätskontrolle und die Übertragung der Ergebnisse auf die industrielle Produktion, wird die Herstellung von Smart Textiles für ein weites Anwendungsfeld, wie z. B. der körpernahen Elektronik für Monitoringsysteme, wesentlich günstiger in der Produktion. Damit kann ausgebildetes Personal von der Qualitätskontrolle zur Produktion an den Webmaschinen verlegt werden. In der Regel ist eine Person für den Betrieb von 10 bis 15 Webmaschinen verantwortlich. Das ermöglicht den KMU den Maschinenpark durch freies Personal zu erweitern oder flexiblere Produktionen laufen zu lassen und zeitgleich eine Qualitäts- und Effizienzsteigerung zu erwirken.