Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Perfekt vernadeltes Vlies

02.11.2010
Kaum ein Textil lässt sich so vielseitig einsetzen wie Vlies: Der Stoff hält Babypos trocken und schützt Pflanzen vor Sonne. Im Golf von Mexiko saugten Spezialvliese das an die Strände gespülte Öl wie Löschpapier auf. Eine neue Simulationssoftware ermöglicht jetzt das Fertigen von hochwertigen Vliesen.

Was haben Windeln, Wischtücher, Wandbekleidungen, Wundpflaster und Alcantara- Bezüge für Polstermöbel gemeinsam? Alle diese Produkte bestehen aus Vlies. Es gibt kaum einen Stoff, der vielseitiger verwendbar wäre. Sogar die Betreiber der Zugspitzbahn schützten Deutschlands höchsten Berg vergangenen Sommer mit einer Vliesfolie vor der Schneeschmelze.


Die Dichte der Nadeleinstiche lässt sich mit Hilfe von speziellen Softwaretools simulieren. (© Fraunhofer ITWM)

Allerdings variiert die Qualität des Textils stark. Prinzipiell gilt: Je fester, gleichmäßiger und markierungsfreier der Stoff, desto hochwertiger ist er. Auf der Suche nach dem perfekten Vlies hat der österreichische Hersteller von Nadelmaschinen, Oerlikon Neumag Austria, das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern um Hilfe gebeten.

Nadelmaschinen sind bei der Herstellung von Vliesen unumgänglich: »Vlies wird durch Vernadeln mechanisch verfestigt. Dabei stechen die Nadeln senkrecht in das Material ein und aus. Anschließend schiebt die Maschine den Stoff weiter, die Nadeln senken sich erneut. Bei diesem Prozess werden die Fasern verriegelt«, erläutert Dr. Simone Gramsch, Wissenschaftlerin am ITWM. »Die Nadeleinstiche müssen ganz gleichmäßig sein. Andernfalls kommt es zu unerwünschten Markierungen wie Längs-, Diagonal- oder Querstreifen. Auch ist das Material dann nicht so reißfest«, betont Gramsch.

Bislang hat Oerlikon Neumag Austria den Vernadelungsprozess ohne Computersimulationen durchgeführt. Das manuelle Anordnen der Nadeln erfolgte aufgrund von Erfahrungswerten. Die Nadelbretter wurden im Trial-and-Error- Verfahren gebaut und getestet. Dieser Vorgang dauerte mehrere Monate und war kostenaufwändig. Der Forscherin und ihrem Team ist es gelungen, diesen Prozess deutlich zu verkürzen. Künftig entfallen die Praxisversuche: Mit Hilfe von eigens entwickelten Softwaretools konnten die Wissenschaftler die Nadeleinstichgeometrie simulieren und so die Nadelbilder optimieren.

Neben der Anordnung der Nadeln beeinflusst die Einstichdichte das Ergebnis, vor allem die Festigkeits- und Dehnungseigenschaften des Vliesstoffs. Darüber hinaus müssen der Verzug und der Vorschub pro Hub – sprich pro Einstich – aufeinander abgestimmt sein. »Alle diese Faktoren berücksichtigen wir in unserer Software. Durch die Eingabe der unterschiedlichen Werte simulieren wir das Einstichmuster und bewerten es. Der Konstrukteur kann so beurteilen, wie die Nadeln am günstigsten im Nadelbrett gesetzt werden müssen«, sagt die Wissenschaftlerin. Dank des neuen Programms ersetzen jetzt objektive Gütekriterien die subjektive Beurteilung durch das menschliche Auge. Darüber hinaus haben die ITWM-Experten ein Konstruktionstool programmiert. Hier gibt der Anwender ein, für welche Vorschübe pro Hub und für welche Verzüge er ein Nadelbrett bauen will. Außerdem legt er fest, wie breit das Nadelbrett ausfallen soll. Auch die Art der Nadeln wählt er aus. Die Software designt daraufhin automatisch ein passendes Nadelbrett.

Doch die Entwicklung der Software hat die Forscher auch vor Probleme gestellt: Beispielsweise muss ein Nadelbrett verschiedene Vorschübe beherrschen. Schließlich fertigen Textilhersteller nicht jeden Tag die gleichen Vliese mit den identischen Vorschüben. Das Austauschen der Nadelteilung führt jedesmal zu Produktionsstillstand von mehreren Stunden. Das kann sich kein Hersteller leisten. Mit dem ITWM-Programm muss sich also ein Nadelbrett entwerfen lassen, das für mehrere Vorschübe pro Hub immer gleich gut vernadelte Vliese liefert. »Auch dies ist uns gelungen«, freut sich Gramsch. Oerlikon Neumag Austria hat inzwischen auf Basis der Softwareergebnisse zahlreiche neue Nadelbretter gebaut.

Dr. Simone Gramsch | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/11/perfekt-vernadeltes-vlies.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Stahl ist nicht gleich Stahl: Informatiker und Materialforscher optimieren Werkstoffklassifizierung
19.02.2018 | Universität des Saarlandes

nachricht Wenn Eiweiße einander die Hand geben
19.02.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Markierung für Krebsstammzellen

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Da haben wir den Salat: Erste Ernte aus aufbereitetem Abwasser im Forschungsprojekt HypoWave

20.02.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Die Brücke, die sich dehnen kann

20.02.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics