Leuchttextilien sind interessant, innovativ und atraktiv! Leider mitunter jedoch nicht besonders wirtschaftlich in der Herstellung, da bis jetzt nur manuell und damit sehr zeit- und kostenaufwändig möglich.

Leuchttextilien wirtschaftlich herstellen

Grundlage der Innovation ist das funktionelle LED- Flexsubstrat – Functional Sequin Devises (FSD) in Verbindung mit modifizierten Paillettenköpfen der Stickmaschinenhersteller Tajima und ZSK.

Für die weltweit erste automatisierte Herstellung von LED bestückten Leuchttextilien wurden die im modischen Bereich eingesetzten Pailletten, so modifiziert, dass diese als Träger für LED oder andere Bauteile dienen.

Bisher wurden für Leuchttextilien auf LED-Basis meist flexible Leiterbahnen web-, bzw. sticktechnisch in Textilien integriert. Anschließend wurden außerhalb der Maschinen, die sehr kleinen LED mittels Pinzette aufgebracht und mit Lot bzw. Leitkleber manuell auf die Leiterbahnen positioniert und kontaktiert. Die damit verbundenen Ungenauigkeiten und der hohe Zeitaufwand verursachten hohen Fertigungskosten. Die Herstellung von kommerziellen Leuchttextilien ließ sich damit nicht realisieren und beschränkte sich deshalb auf kleine Flächen oder Prototypen.

Die neue Herstellungstechnologie ermöglicht nun eine komplett automatisierte Bauteilmontage auf Textilien. Dazu wurde die Minibauteilbestückung aus der Elektronik auf hochflexible und hocheffiziente Textilprozesse übertragen. Mit einem geringen Modifikationsaufwand an Komponenten der Stickmaschine ist es erstmalig möglich, Leuchttextilien mit neuen weiterentwickelten textiltechnischen Verfahren herzustellen.

Um die automatisierte und störungsfreie Verarbeitung auf der Stickmaschine zu realisieren, wurde das Layout des paillettenförmigen Substrates so verändert, dass eine funktionsgerechte Verschaltung der LED möglich ist. Dieses neu gestaltete flexible Substrat bildet die Basis für die automatische Zuführung und Positionierung der Leuchtdioden. Entsprechend des gewählten Schaltungsaufbaus erfolgen sowohl das Sticken der Leiterbahnen mit elektrisch leitfähigem Fadenmaterial als auch das Bestücken mit modifizierter Pailletteneinrichtung und die Kontaktierung vollautomatisch auf der Maschine.

Dabei kommen die bekannten Vorteile der Sticktechnik mit der Automatisierungslösung voll zum Tragen. Neben einer ausgereiften Technologie, die eine unkomplizierte Integration in vorhandene Produktionsabläufe ermöglicht, ist besonders die Individualität der Gestaltungsmöglichkeiten hervorzuheben. Durch die Musterprogrammierung für Stickmaschinen können die LED-FSD nun vollkommen individuell in freier Formgebung auf die Textilien aufgestickt werden.

Eine wirtschaftliche Herstellung von LED-Leuchttextilien ist für hohe Losgrößen ebenso wie für geringe Stückzahlen möglich. Zudem garantiert die automatische Bauteilzuführung eine genaue Positionierung und mehr Prozesssicherheit für eine konstante Qualität. Der Prozessablauf ist reproduzierbar und wird vom Menschen nicht beeinflusst.

Automatisierte Herstellung von LED bestückten Leuchttextilien bietet überwältigende Vorteile

• hohe Zuverlässigkeit der textilbasierten elektronischen Systeme

• Herstellungskostenreduzierung um mehr als 50 Prozent

• Senkung der Prozesszeiten um 90 Prozent

• aufwändige Handhabungs- und Positionierungsarbeiten für das wiederholte Ein- und Ausspannen der Teile entfallen

• das exakte Positionieren und genaue Kontaktieren der LED entfallen

• Unabhängigkeit von der Fertigkeit der Mitarbeiter,

• gleichbleibende Qualität

• Tätigkeiten beschränken sich auf Überwachungs-, Kontroll- und Zuführungsfunktionen,

• Mehrmaschinenbedienung ist möglich,

• individuelle Gestaltungsmöglichkeiten.

Durch die neue Bestückungs- und Kontaktierungstechnologie wird die Fertigung von Smart Textiles für viele Anwendungsfelder kosteneffizient möglich. Nicht nur LED-FSD, sondern auch mikroelektronische Sensorbauelemente auf FSD können so hergestellt und verarbeitet werden.

Damit sind textilintegrierbare Sensoren zur Messung u. a. von Temperatur, Feuchtigkeit, Atmung, Herzfrequenz, komplette elektronische Schaltungen, textile Anzeigen wie großflächige Arrays (Display, Sensorfeld) oder mischbestückte Baugruppen wirtschaftlich herstellbar.

Dr. rer. nat. Uwe Möhring, geschäftsführender Direktor der imbut GmbH gegenüber textile network:

"Aufgrund des derzeitigen Trends der Integration von immer neuen Funktionen in Textilien, steht auch die Frage nach einer wirtschaftlichen Herstellung immer mehr im Vordergrund. Prognosen sagen dem Wachstumsmarkt von Smart Textiles ein deutliches Wachstum voraus, so dass wir mit Spannung auf neue Produkte schauen. Mit der nun marktreifen FSD-Technologie hat die imbut GmbH einen interessanten Beitrag geleistet und die ersten Kunden sind mit Ihren Produktentwicklungen bereits über das reine Prototypenstadium hinaus."

TITV Greiz auf der Techtextil 2017

Halle 3 Ebene 1 Stand A01