Das Projekt
Das mit Partnern unter anderem aus der Tschechischen Republik erfolgreich beendete IGF-Forschungsprojekt MeTexCom2 hatte Metall-Textil-Verbunde zum Ziel, deren Komponenten (voluminöse Vliesstoffe auf Polymerbasis und dünne, strukturierte Aluminiumbleche) ohne zusätzliche Klebstoffe zusammengefügt werden. Die Haftung zwischen den Schichten wurde durch die thermoplastischen Komponenten der Textilien und deren Plastifizierung im Fügeprozess sowie einer Texturierung der Metalloberfläche erreicht.
Die Hybride verfügen über eine hohe Wärme- und Schalldämmung sowie geringere Bauteilkosten und weisen nur minimale Emissionsaktivitäten aus - ideal für den Einsatz im Automobilbereich, wenn es um Innenverkleidungen, Dachhimmel, Stirnwände oder Tailored Blanks geht. Die Herausforderung mit Blick auf die erforderlichen akustischen und thermisch-isolierenden Eigenschaften bestand darin, die voluminöse Struktur nach dem Fügeprozess der Metall-Textil-Verbunde zu erhalten. Darüber hinaus sollten diese Verbunde die erforderliche Haftfestigkeit (12,5 N/2,5 cm) aufweisen.
Im Projekt mussten zunächst geeignete Fügeparameter ermittelt und die erreichten Produkteigenschaften der Vliesstoffe und Metall-Textil-Verbunde überprüft werden. Zusätzlich wurden gemeinsam mit Partnern die Einflüsse der verschiedenen Prozessparameter, so für die Oberflächenstrukturierung und Vliesstoffentwicklung erarbeitet und optimiert. Die Haftung zwischen den Metall-Textil-Verbunden wurde durch eine gezielte Oberflächenstrukturierung der Metalloberfläche mittels WIG-Lichtbogen- oder CW-Laserstrukturierung möglich.
Für beide Verfahren wurde die Machbarkeit der Oberflächenstrukturierung von Dünnblechen aus verschiedenen industrierelevanten Aluminiumlegierungen nachgewiesen. In systematischen Untersuchungen wurde der Einfluss der Oberflächenstrukturen auf die Haftung in dem nachfolgenden Fügeprozess gezeigt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden die Prozessparameter und technologischen Randbedingungen systematisch entwickelt.
Im Rahmen des Projektes konnten für beide Strukturierungsverfahren Parameterfelder für industrierelevante Aluminiumlegierungen mit maximaler Flächenleistung von bis zu 26 m²/h für eine schnelle und kostengünstige Produktion ermittelt werden.
Der Nutzen für den Mittelstand
Die entwickelte technologische Lösung zur Herstellung von Metall-Textil-Verbunden ohne Einsatz von Klebstoffen hat potenziell große Einsatzmöglichkeiten, so in den Bereichen Fahrzeugbau-, Maschinen und Textilleichtbau. Durch das Erreichen der notwendigen Anforderungen sind die Erfolgsaussichten für die wirtschaftliche Umsetzung der Forschungsergebnisse als gut zu bewerten.
Die im STFI Chemnitz gewonnenen Erkenntnisse zur Herstellung neuartiger mehrlagiger Komposite ermöglichen den Herstellern der Textilindustrie neue anwendungsorientierte Lösungen zur Erweiterung und Vertiefung der jeweiligen Geschäftsfelder und Zielmärkte. Insbesondere für KMU in den Bereichen Textilproduktion, Kaschierung und Anlagenbau ergeben sich damit Chancen, das Produktportfolio zu modifizieren und neue Kundenfelder zu erschließen.
Gleichzeitig nimmt die interdisziplinäre Ausrichtung der Textilhersteller zu, da komplexere Bauteile mit höherer Wertschöpfung mit speziell angepassten Textilien an die Automobilindustrie geliefert werden können. Die Forschungsergebnisse werden folgenden Bereichen zur Verfügung stehen: Maschinen- und Anlagenbauern von Lichtbogenstromquellen und - schweißbrennern, Herstellern von technischen Gasen, Laserstrahlquellen, Lasersystemtechnik sowie Unternehmen aus der Metallbearbeitung, Blechfertigung und Oberflächenbearbeitung.
Die Technologie zielt ebenfalls auf die Produktentwicklung von Textil-Metall-Verbunden in kontinuierlich arbeitenden Anlagen sowie im Fahrzeug-, Schiffs-, Flugzeug und Schienenfahrzeugbau auf die Anwendung als schall- und schwingungsdämpfenden sowie wärmedämmenden Verbund.
Ansprechpartner
Marén Gültner
maren.gueltner@stfi.de
+49 371 5274 249
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der "Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" mit der Projektnummer 157 EBG.