Pilotprojekt mit intelligenten Textilien gibt es genug. Doch der Weg solche Stoffe in Serie und damit bezahlbar zu fertigen ist lang.

 

Um genau dieses Ziel zu erreichen, haben Forscher im Rahmen des kürzlich erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekts PASTA neue Technologien entwickelt, die versprechen Smarte Textilien in Serienfertigung kostengünstig herstellen zu können.

 

LEDs in Wandtextilien, die im Brandfall mit leuchtenden Pfeilsymbolen den nächsten Fluchtweg markieren, im Stoff „versteckte“ RFID-Etiketten, die Markenkonfektionen sicher kennzeichnen und das Fälschen erschweren: Anwendungen wie diese sollen durch die Vorarbeiten von PASTA (Platform for Advanced Smart Textile Applications) nun leichter zu verwirklichen sein.

 

Das EU-Projekt, ein FuE-Verbund von 13 Unternehmen aus 5 Ländern, hatte zum Ziel, neue Technologien zur kostengünstigen Serienfertigung smarter Textilien zu entwickeln und länderübergreifend für die Branche bereitzustellen. Es endet nun erfolgreich nach vierjähriger Laufzeit. „EU-Projekte wie PASTA stärken die grenzüberschreitende Kooperation in wichtigen Forschungsfragen“, hebt Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer des Forschungskuratoriums Textil, Dachverband der 16 deutschen Textilforschungsinstitute, hervor. Trotz der deutschen Vorreiterrolle bei technischen Textilien gebe es zahlreiche Experten im europäischen Umfeld, die mit ihrem Spezialwissen die europäische Textil- und Bekleidungsindustrie unterstützten und nach vorne bringen.

 

Von deutscher Seite an PASTA mitbeteiligt war das Sächsische Textilforschungsinstitut e. V. STFI. Den Chemnitzer Ingenieuren gelang es, mit Halbleitern bestücktes Metallgarn durch serienmäßiges Verarbeiten auf Stick- und Wirkmaschinen in großflächige Textilbahnen einzuarbeiten – Voraussetzung, um Textilien in großem Maßstab mittels Elektronik funktionalisieren zu können.

 

„Wir nutzten eine Verbundwirkmaschine von Karl Mayer Malimo“, erläutert Dr. Heike Illing-Günther, STFI-Forschungsleiterin. „Sie besitzt ein neuartiges Schusseintragssystem, mit dem der Schusseintrag von hochfesten Fasern wie z. B. Carbon leicht möglich ist. Aber auch das Einbringen von elektronisch funktionalisierten Garnen konnte realisiert werden.“

 

Hersteller des leitenden Fadens, auch E-Thread genannt, ist Primo 1 D aus Grenoble, ebenfalls Partner bei PASTA. Das Metallgarn wird bei Bedarf in einem speziellen Verfahren, ohne das übliche Verdrahten (Bonden), mit winzigen Bauteilen wie LEDs funktionalisiert.

 

Die Leiterbahn kann neben der Stromzuführung auch als Antenne zum Beispiel zur RFID-Kennzeichnung oder als Datenbus dienen. Eine elastische Verbindung sorgt für die sichere, an die Stoffeigenschaften angepasste Verdrahtung der integrierten Elektronik, z.B. mit einem Akku. Der durch ein Kunststoffmaterial vor Feuchtigkeit geschützte „Interposer“ besitzt mäanderförmige Kontakte, die sich bei mechanischer Beanspruchung dehnen oder zusammenziehen (siehe Bild 3 in der Galerie).

 

Ein solches Modul lässt sich dann auch auf Gewebe fixieren und mit den E-Threads verkoppeln. Neu entwickelt wurden ebenso die „Crimp Flat Packs“, Mikrochips oder Sensoren auf speziellen kupfernen Trägerrahmen. Um sie in den gewebeeigenen Stromkreislauf einzubinden, werden ihre Kontaktteile und das Leitergarn mechanisch miteinander verpresst.

 

Für hohe Fertigungsraten konzipiert ist auch ein selbstlernendes Robotersystem mit Vakuumgreifer, der sich selbsttätig auf vier Achsen bewegt. Er besitzt zusätzlich ein Kameraauge und ist imstande, die optimalen Kontaktpunkte an den E-Threads im Textil zu lokalisieren und die Komponenten an den richtigen Punkten zu platzieren.

 

Aus dem PASTA-Vorhaben ging eine Reihe von Demonstratoren hervor. Sie spiegeln die ganze Breite des Anwendungsspektrums wider: von LEDs in der Schutzkleidung für Rettungskräfte, smarten Bettlaken für den Krankenhausbetrieb mit Feuchtigkeits- und Drucksensoren bis zu intelligenten Textilien zum zerstörungsfreien Monitoring tragender Komposite-Teile. Eine Sensortextilie der Ettlin AG misst zur besseren Anpassung die in Beinprothesen auftretenden Kräfte. Smarte textile Flächen eignen sich auch als regelbare Heizelemente in Autositzen.

 

„Mit dem von PASTA geleisteten Forschungs- und Technologietransfer können intelligente Textilprodukte viele neue Anwendungen in den Bereichen Gesundheit, Lebensstil, Sicherheit oder Automotive anstoßen“, ist sich STFI-Forschungschefin Illing-Günther sicher. „Sie geben den Innovativen der Textilbranche wichtige Werkzeuge in die Hand, um ihre Spitzenstellung auf dem Weltmarkt behaupten und durch frühzeitige Serienanwendungen ausbauen zu können.“

 

http://www.elektronikpraxis.vogel.de/iot/articles/502347/index2.html

 

 

02.09.2015 | 7753 Aufrufe

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