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Oberflächentechnik (Subject) / Rose (Lesson)

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• Anwendung technische Textilien Funktionskleidung/Sport Agrotechnik Heimtextilien Schutzbekleidung Bautextilien/Architektur Packtechnik Mobiltech
• Trennverfahren mechanisch Schere (Aramidschere, elektrische Schere, Zickzackschere Messer (Bandmesser, Rollmesser) Materialkanten sind unverändert, geringer Energieverbrauch 2) Thermisch laser ultraschall plasma heizdraht Hoher Energieverbrauch, Materialkanten werden verändert (textiler Griff), Temp. regulierbar, kann nicht mehrere Schichten trennen
• Konsolidieren Hybridgarn - Thermoplastfasern mit eingebunden die aufschmelzen und als Bindepunkt fungieren - kann wieder aufgeschmolzen werden Harz -Einbetten in Harzmatrix =fester als Thermoplast aber kann nicht wieder aufgeschmolzen werden
• Schneiden und Schweißen Verfahren auflisten Hochfrequenz Ultraschall Heizkeil Heißluft Laser Plasma
• Erkären Hochfrequenz und Anwendung nur zum schweißen geeignet Generator ändert die Ladung in den Teilchen diese wandern zum Gegenpol und erzeugen Reibung Reibung führt zur Wärmeentwicklung und Material schmilzt auf unter druck Materialien zusammenfügen abkühlen lassen bis unter Glaspunkt (=stabil) Anwendung: LKW Planen, Montage Textiken Bauten, Membranbauten, Einschweißen von Kunststoffösen
• Vor- und Nachteile Hochfrequenzschweißen Vorteile Taktverfahren (Kein kontinuierlicher Prozess) nicht Flüssigkeitsdurchlässig kein Nähfadenverbrauch Nachteile nur bipolare Materialien möglich hohe Anschaffungskosten Ansammlung schmutz an Schweißkante Verlust textiler Griff
• Ultraschall Anwendung, Arten und Funktionsweise = mech/thermisches Verfahren zum Schneiden und Schweißen Anwendung: BHs, Sport, Automobil, Prägung, Rucksäcke Funktionsweise Netzspannung wird von Generator in hochfrequente elektr. Energie umgewandelt Konverter wandelt diese in mech. Schwinungen um Booster passt deren Amplitude an Sonotrode leitet diese longitudinalen Wellen unter Druck zum Werkstück mech. Schwingungen werden von Werkstück absorbiert und an Grenzfläche reflektiert Entstehende molekulare und grenzflächenreibung führt zur Wärmeentwicklung Aufschmelzen des Materials Untersatz bietet ein Amboss Arten taktverfahren = sonotrode und Amboss sind fest Mischung Takt- und kontinuierlichess verfahren: Sonotrode fest und Amboss rotiert kontinuierliches Verfahren = Sonotrode und Amboss in Bewegung
• Ultraschall Vor- und Nachteile Vorteile umfeltfreundlich (geringer ENergiebedarf, kein Lösungsmittel,) einfache Handhabung (keine Aufwärmzeiten, einfache Werkstück wechseln) gute Reproduzierbarkeit kurze Prozesszeiten alle Thermoplaste schweißbar luft- und Flüssigkeitsdicht Nachteile Thermoplaste, die geschweißt werden müssen homogen sein kein Baumwolle ect. möglich keine Nahtbesserung möglich Textiler Charakter geht verloren geringe Querfestigkeit keine scharfen Kurven möglich
• Heizkeil und Heißluft nur schweißen Aufschmelzen der Oberfläche des MAterials und mit Walzenpaar zusammenpressen Luft = berührungslos Parameter: Zeit, Temperatur, Vorzugsgeschwindigkeit
• Laser Anwendung/Funktionsprinzip /Vor und Nachteile =zum schweißen, schneiden, fügen und abtragen = hoch konzentriertes, monochromes und kohärentes Licht Anwendung: Mode, Sport, Möbel, Automobil, Werkstücke Funktionsweise mit laseraktiven Medium Energie in Photonen umwandeln Linsensystem formt einen Strahl Wichtig: Gitter als Unterlage, damit Energie entweichen kann Vorteile: schnell und verschließt Kanten Nachteil: Verringerung der Festigkeit, da Material angegriffen wird
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• Plasma Funktionsweise und Anwendung ionisiertes Gas (Argon oder Wasserstoff) zum schneiden und schweißen von idR Glasfasern Funktionsweise zwischen Kathode und Anode entsteht Lichtbogen kritische Anzahl von Elektronen verlässt Atomhülle und zurück bleibt positiv geladenes Ion mit freien Elektronen drum herum =Plasma Wichtig: Brauche Gitterunterlage damit Gas entweichen kann Parameter: Stromstärke, Verhältnis der Gase,Abstand Plasmadüse und Werkstück, Schnittgeschwindigkeit
• Membrane = dünne Trennschichten für manche Medien permeabel sind und für andere nicht (Dampfdruck transportiert Feuchtigkeit nach außen) brauche Temperatur- und Luftfeuchtigkeitgradient dh. geringere Luftfeuchtigkeit und Temperatur in Umgebung, damit Transport stattfinden kann Membrane die mit poröser Folie arbeiten (0,3-0,5Mikrometer große Poren) Membrane die chemisch arbeiten (hydrophile und hydrophobe Polymerketten, Dampf wird verflüssigt und nach außen transportiert) nicht zu viele Lagen, sonst geht Effekt verloren Beim Vernähen wird das Material beschädigt
• Nähte, Garne Arten, Anwendung techn Textilien Arten 2 Stufiger Zwirn (4fach) 3 Stufiger Zwirn (8fach) Kern (Mantel in S, Kern in Z Richtung) für technische textilien stehen unter hoher Scheuer-, Zug-, Biegebeanspruchung Ausrüstung mit Paraffin, SIlikon, Teflon zum Schutz Material: Aramid, Kohle, Glas (mit Viskose ummantelt zum vernähen) Anwendungsentscheiden: Vernähbarkeit, Funktion im Textil, Gebrauchstüchtigkeit
• Einfluss Garne auf Preforms Welligkeit Faserverschieben Filamentbeschädigung durch Penetration der Nadel Festigkeit kann erhöht werden, wenn Preform in Harz eingebettet wird Anwendung von Kugelspitzen
• Intelligente Garne Intelligente Stoffe Garne Wärmeleitende Garne (Ruß, Metall) Wärmespeichernde garne (PCM) Leuchtende Garne (Phosphor) Antibakterielle Garne (Silber) Reflektierende Garne Stoffe Membrane, hochfeste Stoffe (aramid,glas, kohle), Flammsichere Stoffe, UV Schutz
• Nahttypen Doppelkettstich: für elastische Nähte Doppelstepptich: Schließ-, Verstürz-, Verziernähte  (meist bei Technischen Textilien) Überwendlichstich: zum Versäubern von Schnittkanten
• Nähautomaten/Roboter CNC Automaten für standartisierte Vorgänge (Automobil,Flugzeug..) nicht in der Mode, da Artikel zu häufig wechseln -- Muss Roboter genau auf Strecke programmieren Erziele so eine hohe Reproduzierbarkeit und Automatisierung der Nähprozesse
• Nähmaschinen Dürrkopf heavy: schwere Materialien wie zB Leder Dürrkopf mit Säule: Schuhe, Kopfstützen Dürrkopf langarm: für äußerst lange Nähte (Möbel, LKW Planen) normaler Doppelkettstich
• technisches Sticken gezielte Materialverstärkung 3D Formen durch sticken auf 2D Funktion aufsticken (Kohlegarn, leitendes Garn..) Materialeinsparung/Kostenminimierung geeignet für Herstellung endkonturnaher Produkte
• Schweißen Allgemein Erwärmungsphase: zugeführte ENergie wird von Polymeren aufgenommen und führt zu molekularen Schwingungen Schweißphase: Material erreicht zersetzungstemperatur und Polymere werden irreversibel zerstört. Durch Druck verschweißen der Flächen Polymerisationsgrad bestimmt Schweißtemperatur Verhältnis Zersetzungstemp/Schmelzpunkt bestimmt Schweißeignung Kühlphase: Wärmeenergie wird in Umwelt abgegeben und Werkstück erreicht Temp. unter dem Glaspunkt = Verbindung stabil
• Kleben Klebefolie auftragen Pulver Klebepaste Parameter: Temperatur, Druck, Zeit zum Aushärten
• Handzuschnitt Rollmesser (je mehr Lagen, desto mehr Überschnitt) Bandmesser (Maschine steht und Ware wird bewegt) Stoßmesser (Material ist fest, Messer bewegt sich) Gelenkarmstoßmessermaschine (Verschiedene Verzahnung für Materialien) Schere (Aramid, Zickzack, Elektr) Material bleibt unverändert, geringer Energieaufwand , Ausfranzsgefahr
• Automatisierter Zuschnitt Leder Schneidemedium und Unterlage Cutter: Brücke mit Schneidekopf (360° drehbar) bewegt sich über das Material Leder: Projezieren von Schnittteil auf Leder, damit Fehlerstellen nicht in Produktion gelangen -->Daten werden an Schneidemaschine weitergegeben Schneidemedium oszillierendes Messer (vertikal) Rundmesser Ultraschall Wasserstrahl (für techn. hydrophobe einlagige Materialien) Unterlage Filz Gitter Borstenelement
• Stanzen für standardartikel, günstig, schnell, gut für feste Materialien (Leder, Gummi..) habe Stanzform mit Schneidemesser, die mit Druck auf Material gelegt wird
• Textile Architektur Anwendung Gardinen, Wände, Trennwände, Decken, Dach, Raum in Raum, Schirm, Himmel, Kunst, Schalldicht, beweglicher Raum
• Textile Architektur Produktentwicklung Schritte Einflüsse analysieren Materialauswahl Digitale Konstruktion Schnittgestaltung Materialtests Fügen und Kedern
• Textile Architektur Einflüsse chemische (Säure, Basen, gase....) Mechanisch (Last, Abrieb) Physikalisch (Feuer, Schall, Hitze, Kälte) Biologisch (Pilze, Mikroorganismen)
• Architektur Schnittgestaltung natürliche Wölbung/Dehnung im Schnitt oder Tragwerk mit einberechnen Optische Kriterien (Naht, Form) Topologisch (Flächenkrümmung, Bahnenlänge und Breite) Statik (Spannungs-, Steifigkeitsverteilung...) Montagetechnik (Zeit, Temperatur, Platz,Spannrichtung) Verarbeitung (Zuschnitttechnik, Verbindungstechnik) Abrollen = Oberfläche in 2D abbilden mit gleichen Maßen und Kurven
• Prepegs Allgemein Prepegs = Pre imprägnierte Flächen -->Textile Halbzeuge, die aus Fasern und Matrix bestehen Fasern: Aramid, Glas, Kohle, Basalt, Fläche: Gewirk, Gelege, Gestrick, Gewebe, Vlies Matrix: PU; PP, PES, Epoxidharz, SIlikon (Duroplaste bei -18°C im Vakuum lagern sonst aushärten)
• Vorteile Prepegs hohe Produktionsgeschwindigkeit hohe Belastbarkeit große Formsicherheit lange Lebensdauer Geringes Gewicht
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• Prepreg Verharzen, Umformen, Aushärten Verharzen von Hand (für nicht serienmäßige Produkte) oder in Presse Matrix eingießen/unter Druck einbringen Umformen in presse mit positiven und negativer Form (aufpassen Fließverhalten) Autoklav (nur positive Form auf die Prepeg mittels Vakuum gelegt wird Tubes (Garne auf Träger wickeln und in Harz tauchen Aushärten Wärmelampe Wärmeofen Vakuumpresse (kleine Autoklavalternative brauche Silikonspray als Trennmittel von Form und Prepeg
• Anwendung Prepeg Implantate Karosserie Knotenelemente Rohre Sensorik integrieren Vorsicht: Faserbeschädigung nicht zu erkennen
• Airbag Konstruktion (material, Bindung,Naht..) Material: hochfestes PA, PA6, PA6.6, PA 4.6 als Filament mit Silikonbeschichtung als Schutz  vor Treibgasen Leinwandbindung = größte Druckabsorption 240g/m2 bis 300°C hitzebeständig Naht 0- Fehler Toleranz. jeder arbeitsschritt wird videoüberwacht Garne sind Multifilamentzwirne aus PA Außer in Nähe Gasgenerator --> Aramidgarne die Temperatur standhalten Feinheit Nm 20/3
• Anforderungen Airbag Rissfestigkeit  (erhöhen mit Filamentanzahl, Beschichtung, Gewebestruktur) Luftdurchlässigkeit (Gewebestruktur, Beschichtung) Nahtfestigkeit (Nähgarn) Trägheitsbelastung (Materialdichte) Energieabsorption (bindung, Materialdichte) Thermische Absorption (Wärmekapazität Polymer) Alterung Berstwiderstand Knickverhalten Steifigkeit Weiterreißfestigkeit

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