Untersuchung der maßgeschneiderten In-situ-Texturierung zur Erzeugung elastischer gestickter Netzstrukturen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Robert Tonndorf
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik ; Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554398438

Mesh-Strukturen und -Textilien sind durch ein geringes Gewicht, eine hohe Festigkeit sowie eine große Porenstruktur gekennzeichnet. Die Verwendung dehnbarer Garne, die aus Polyurethan oder Elastan bestehen, ermöglicht die Herstellung dehnbarer Mesh-Strukturen, deren Porenstruktur bei Belastung weitgehend erhalten bleibt. Allerdings ist die Verwendung dieser Fadenmaterialien nicht immer möglich oder gewünscht. Derzeit existieren keine alternativen technischen Lösungen, um ein dehnbares Mesh herzustellen, das seine Porenstruktur unter Belastung beibehält und nicht aus diesen dehnbaren Garnen besteht. Das Ziel dieses Projekts besteht in der Untersuchung einer neuartigen und alternativen Lösung für dieses Problem. Der hier beschriebene Ansatz basiert auf der Idee, dass innerhalb der Mesh-Struktur lokale elastische Faservorräte erzeugt werden, die dem Verformungsverhalten von dehnbaren Garnen ähneln. Die Realisierung dieser neuen Mesh-Strukturen erfolgt durch Maschinenstickerei. Die elastischen Faservorräte bestehen aus schleifförmigen oder mäanderförmigen Fadenstrukturen, die durch Maschinenstickerei und Wärmebehandlung erzeugt werden. Das Verformungsverhalten beim Belasten basiert auf dem Auseinanderziehen der Schleifenformen des elastischen Faservorrats. Da bei diesem Prozess hauptsächlich die geometrische Fadenform deformiert wird, wird angenommen, dass das Verformungsverhalten der elastischen Faservorräte weitgehend unabhängig vom darunterliegenden Fadenmaterial ist. Da sowohl die elastischen Faservorräte als auch das komplette Mesh zeitgleich mittels Stickerei hergestellt werden können, wird davon ausgegangen, dass diese neuartigen elastischen Meshes in einem Schritt erzeugt werden können. Eine Mesh-Struktur, die aus einer großen Anzahl diesen Faservorräten besteht, würde zu einer verformbaren Maschenstruktur führen, ohne die darüber liegende textile Struktur bei Belastung zu beeinträchtigen, da nur bestimmte lokal eingrenzte Teile innerhalb der Struktur verformt werden. Die Arbeitspakete umfassen konkret folgende Ziele: Das erste Ziel ist die Untersuchung des Verformungsverhaltens der elastischen Faservorräte. Dabei wird die Unabhängigkeit des elastischen Verhaltens von dem eingesetzten Fadenmaterial analysiert. Anschließend werden Modelle am Computer generiert, um das Verformungsverhalten der elastischen Faservorräte virtuell abbilden zu können. Schließlich erfolgt die Untersuchung der kombinierten Herstellung von Faservorräten und Mesh-Struktur.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen