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Jahresbericht 2020

Sensorische und aktorische Funktionalisierung Technischer Textilien

Sensory and actuator functionalization of technical textiles

• Anforderungsgerechte Layout-Gestaltung von Sensor- und Aktorsystemen / Tailored design of sensor and
actuator systems
• Automatisierte textiltechnologische und robotergestützte Funktionsintegration / Automated textile
technical and roboter-assisted functional integration
• Sensorische Überwachung und aktorische Beeinflussung textilbasierter Strukturen (FKV, Textil-
membranen, Textilbeton, Medizintextilien) / Sensory monitoring and actuatoric manupulation of textile-
based structures (FRP, textile membranes, TRC, medical textiles)

Sensorisch und/oder aktorisch funktionalisierte Gar- • Strukturüberwachung von Verbundbauteilen
ne sind häufig der erste Schritt in Richtung entspre- (FKV, Textilmembranen und Textilbeton),
chend ausgerüsteter textiler Flächen- oder 3D-Struk- • Überwachung physiologisch relevanter Para-
turen. Die Entwicklung, Auslegung und Umsetzung meter für biomedizinische Anwendungen (wie
derartiger Strukturen ist ein weiterer Schwerpunkt Sportmedizin),
der wissenschaftlichen Arbeit am ITM. Zur Integra-
tion bzw. Applikation textiler elektrischer/elektroni- • Integrale Spezialkinematiken mittels adaptiver
scher Strukturen in bzw. auf textile Flächen werden formvariabler FKV mit textiltechnologisch struk-
am ITM durch gezielte maschinenbauliche, steue- turintegrierten Formgedächtnis (FGL)-Materialien
rungs- und textiltechnische Anpassungen der Ferti- (für Anwendungen im Robotik- und Automotive-
gungsprozesse maßgeschneiderte Technologien ent- Bereich sowie im Anlagenbau und in der Medi-
wickelt und bereitgestellt. Als Beispiele seien hier nur zintechnik) und
die robotergestützte Faserablagetechnologie zur Her- • Realisierung hochfrequenter Bewegungen für
stellung hochkomplexer FKV-Bauteilstrukturen durch Soft Robotics durch den Einsatz elastischer texti-
die 3D-Ablage von getränkten Verstärkungsfasern ler Aktoren
und drahtförmigen Aktoren auf Basis von Formge-
dächtnislegierungen (FGL) oder die TFP-Technologie Wie auf dem Gebiet der Entwicklung fadenförmiger
genannt. Diese ermöglicht die geometrisch nahezu textilkompatibler Sensoren und Aktoren bestehen
unbegrenzte, definierte Ablage und Fixierung eines am ITM umfangreiche Kompetenzen in den Berei-
unerreicht breiten Spektrums garnförmiger Funkti- chen theoretisch-physikalische Modellierung und
onskomponenten auf textilen Strukturen. Konzeptionierung, textiltechnologische Umsetzung
und Charakterisierung der funktionalisierten, häufig
Aufgrund des hervorragenden Eigenschaftsprofils mehrlagigen textilen Flächen. Hierbei werden mittels
textil- und faserverbundbasierter Funktionskompo- angepasster Fertigungsverfahren, sowohl die anfor-
nenten lässt sich für viele Anwendungsgebiete, ein derungsspezifische Wandlercharakteristik als auch
erheblicher Mehrwert bei geringen Mehrkosten und die Nutzungseigenschaften, wie Luftdurchlässigkeit,
minimaler Beeinflussung der Trägerstruktur gene- Steifigkeit etc. definiert eingestellt.
rieren:

a b c

Sensor zum lokalen Monitoring von Spannungen bei hohen Dehnungsgradienten und anisotropen Mateialeigenschaf-
ten (Textile Membranen) (a), geschweißter Sensorpatch (b), eingewebter Sensor (c) / Sensor for local monitoring of
stresses at high strain gradients and anisotropic material properties (textile membranes) (a), welded sensor patch (b),
integrated woven sensor (c)

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