Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Räumlich wirkende Auxetikstrukturen auf Basis von 3D-Geweben für Anwendungen mit verbesserter kinetischer Wirkung bei formangepasstem Impaktschutz

Auxetische Strukturen können durch die Eigenschaft der negativen Querkontraktionszahl viel Energie aufnehmen und besitzen somit ein hohes Dämpfungsvermögen. Auf der Grundlage von mehrlagigen Geweben lassen sich solche wirkungsvollen und präzise umsetzbaren Strukturelemente dreidimensional aufbauen, die in vielen Anwendungen des textilbasierten Leichtbaus, der Sicherheitstechnik, der Schwingungsdämpfung und der aktiven Verformung ein hohes Potenzial bieten. Mit 3D-Webtechnik sind Geometrien mit zweidimensional wirkender auxetischer Textilstruktur ebenso umsetzbar, wie Strukturen, die in allen drei Raumrichtungen wirken. Bisherige Ansätze erfüllen nur Teilaspekte der auxetischen Prinzipien oder sind aufwendig in der Herstellung.

Ergebnis des Vorhabens sollen Strukturelemente aus skalierbaren Mehrlagengeweben sein, die ein auxetisches Form- und Energieverhalten im zweidimensionalen Wirkungsbereich und in einer räumlichen Funktionsweise aufweisen. Eine Wissensbasis mit geeigneten Textilparametern und deren auxetische Ausprägung im Produkt wird erarbeitet. Mit bestehender Webtechnologie, abgestimmter Garnauswahl und 3D-Bindungstechnik ist für KMU entlang der textilen Prozesskette ein hohes Umsetzungspotenzial auxetischer Textilhalbzeuge zu erwarten.

Der Webprozess ist wirtschaftlich und für die Anpassung an den Anwendungsfall sehr vielseitig. Das stärkt KMU aus dem Bereich Textiler und weiterverarbeitende Hersteller durch Textilien mit völlig neuartigen Eigenschaften. Als Anwendungsfall wird ein Schutzhelm mit auxetischer Formgebung und Impaktwirkung entwickelt.