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Jahresbericht 2020




                   Virtuelle Produktentwicklung für biegeweiche Materialien – CAE vom Design
                   zum Produkt
                   Virtual product development for low stiff materials – CAE from design to product




          •   CAE-Prozessketten zur virtuellen 3D-Produktentwicklung und Fertigung (u. a. Automobilinterieur,
              Preforming für FKV, Bekleidungs-, Sport-/Schutz- und Medizintextilien, Verpackungen) / CAE process
              chains for virtual 3D product development and production (including automotive interiors, preforming for FRP,
              clothing, sports / protective and medical textiles, packaging)
          •   Optische 3D-Geometrie- und Texturerfassung für anatomische und technische Objekte,
              Flächenrückführung aus Scan-Daten, Objektmodellierung / Optical 3D geometry and texture capture for
              anatomical and technical objects, surface reconstruction from scan data, object modeling
          •   Avatar-Generierung, parametrische und kinematische Menschmodellierung / Avatar generation,
              parametric and kinematic human modeling
          •   Entwicklung von 3D-Konstruktionsmethoden für Bodywear und körperferne Bekleidung / Development
              of 3D design methods for bodywear and loose fitting garments
          •   Materialprüfung, -modellierung und Simulation / Material testing, modeling and simulation

          •     Kombinatorischer Einsatz biegeweicher und biegesteifer Strukturen mittels additiver Fertigung /
              Combinatorial use of soft and rigid structures by means of additive manufacturing
          •   Digitale Haptik / Digital haptics



                   Gebrauchsfähige innovative/modische Endproduk-
                   te aus textilen Flächen entstehen durch vielfältige
                   Füge- und Formgebungsprozesse. Dazu werden
                   neben Näh-, Schweiß- und Klebetechnologien auch
                   Verfahren zur thermischen Formgebung eingesetzt.
                   Thermische Formgebungsprozesse nehmen in der
                   Bekleidungsfertigung  ca.  18 – 20 % der gesamten
                   Herstellungszeit ein und sind außerdem ein wichti-
                   ger vorbereitender Schritt für den Versand in einer
                   globalisierten Fertigungskette. Zur thermischen
                   Formgebung der Oberbekleidung werden verschie-
                   denartige Pressen mit Formwerkzeugen verwen-
                   det. Die Herstellung der Formwerkzeuge ist derzeit
                   mit einem extrem hohen manuellen Aufwand (Trial
                   und Error-Verfahren) verbunden. Entwicklungszeit   Abb. 1: Digitale Prozesskette zur Ableitung der Bügelwerk-
                   und -kosten zur Ableitung der Geometriedaten aus   zeuge / Digital process chain for deriving the ironing tools
                   der größenabhängigen Produktform sind außerdem
                   stark abhängig vom handwerklichen Know-how des   zeit- und Profisportler:innen beim Bodyflying erfüllt.
                   Personals und dem Expertenwissen. Im Rahmen des   Bei der Konzeption der Sportanzüge werden durch
                   IGF-Vorhabens 20770 BR/1 werden deshalb parame-  die textiltechnische Auslegung der Funktionsmateri-
                   trische 3D-Körper- und Produktdaten zur digitalen   alien und deren Positionierung am 3D-Avatar in nut-
                   Entwicklung von Formwerkzeugen zur endkontur-    zungstypischer Haltung die konstruktive Gestaltung
                   nahen thermischen Umformung teilkonfektionier-   der Anzüge und die Leistungsfähigkeit der Nutzer
                   ter Flächen genutzt und digitale Prozessketten erar-  unterstützt bzw. erhöht. Das Flugverhalten der Anzü-
                   beitet (Abb. 1).                                 ge wurde bei variierenden Flugpositionen und Mate-
                   Im Vertikalwindtunnel (ZIM ZF4008314CJ7) fliegt der   rialien im Vertikalwindtunnel durch erfahrene Test-
                   Mensch bereits durch die Kraft der vertikal erzeug-  piloten erprobt (Abb. 2).
                   ten Luftströmung ohne die für den Fallschirmsport   Bei Speed-Sportarten spielt die Aerodynamik der
                   notwendige komplexe Ausrüstung und Ausbildung.   Funktionskleidung  eine  große  Rolle.  Um  hierfür
                   Dadurch entsteht eine zunehmende Massentaug-     wettbewerbsfähige textile Halbzeuge und Produk-
                   lichkeit dieser rasant wachsenden Sportart. Die Luft-  te zu entwickeln, ist ein erhebliches wissenschaft-
                   geschwindigkeiten in modernen Vertikalwindtunnel-  liches  Know-how  entlang  der  textilen  Kette  und
                   anlagen werden je nach Körpergewicht und Können   auf dem Gebiet der Aerodynamik erforderlich (ZIM
                   des Fliegenden individuell angepasst. Im Rahmen   ZF4008336CJ9).  Zur  aerodynamischen  Funktiona-
                   eines ZIM-Projektes wird ein spezielles Outfit entwi-  lisierung von Kleidung für Speed-Sportarten, u. a.
                   ckelt, welches die funktionellen Ansprüche der Frei-  Radrennkleidung, werden Kettengewirke biomime-

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