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 Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Eigenschaften von Magnetmaterialien gezielt ändern
16.11.2016 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie