Die Situation

Formveränderliche Materialien werden in der Robotik oder im Gesundheitsbereich eingesetzt. Sie müssen präzise und möglichst klein und leicht sein, um Material zu sparen und Ressourcen zu schonen. Integrierte textile Sensoren und Aktoren können das unterstützen.

Die Projekte

In Dresden laufen aktuell zwei Projekte, die sich dieser Herausforderung stellen. In beiden Vorhaben entwickeln die Wissenschaftler textilbasierte Sensor-Aktor-Netzwerke (SAN), die in die Verstärkungsstruktur beweglicher Faserkunststoffverbunde (FKV) integriert werden. Damit werden die Materialien mobilisiert und die mechanischen Verbundeigenschaften (die Steifigkeit) sichergestellt. Das heißt, die Handprothese und der Industrieroboter können sicher greifen, ohne zu brechen. Mit den Projektergebnissen wird das Materialverständnis gesteigert und der Ressourceneinsatz gesenkt.

Im Projekt IGF 19832 stehen sensorische und aktorische Funktionsgarne und der Entwicklung eines entsprechenden Herstellungsverfahrens im Fokus. Diese Drähte aus Formgedächtnislegierungen verfügen über große Stellkräfte, sodass mit wenig Materialeinsatz "schwer gehoben" werden kann. Sie werden thermisch, zum Beispiel durch Stromfluss, aktiviert und deaktiviert, sind jedoch vergleichsweise langsam.

Hier setzt das Projekt HoTexA mit der IGF-Nr. 20786 an. Die Bewegungen basieren auf Dielektrischen Elastomeraktoren (DEA). DEA wandeln die elektrische Energie direkt in mechanische Arbeit um. Sie sind deshalb erheblich schneller und damit auch für schnelle Verformungen eines sie umgebenden Textils bzw. FKV prädestiniert. Im Projekt wird unter anderem erforscht, ob die verfügbaren Stellkräfte mit denen der elektrisch leitenden Garne vergleichbar sind.

Der Nutzen für den Mittelstand

Herstellern auf dem Gebiet der gesamten textilen Wertschöpfungskette für textilbasierte Endanwendungen (z. B. mehrgelenkige Prothesen) werden dadurch innovative Technologien für hochpräzise In-Situ-Mechanismen zur Verfügung gestellt, mit denen sie ihr Produktportfolio erweitern können.

Sie sind herzlich eingeladen, Ihre Kompetenzen in die Entwicklung dieser Innovationen einzubringen. Bitte sprechen Sie den Projektleiter, Andreas Nocke (+49 351 463 35244) an.

Beteiligte Forschungseinrichtung/en: Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM), TU Dresden Institut für Festkörperelektronik (IFE), TU Dresden Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF)

Förderung:

Förderprogramm: BMWi/IGF

Projektstart: 01.10.2019/ 01.12.2017

Laufzeit: 30 Monate/ 37 Monate

Fördersumme: 713 235 €/ 267 160 €

IGF-Nr. 20786 BR/ 19832 BR

Projektbegleitende Ausschüsse: Automobilbranche, Luftfahrtbranche, Spinnereien, Webereien, Maschinenbau, Medizintechnik, Textil-/Maschinenbau, Hersteller Technischer Textilien