Page 63 - ITM Jahresbericht 2021

Kompetenzen – Professur für Textiltechnik

Faser-Elastomer-Verbund mit integrierter textilbasierter Aktorik zur Umsetzung von komplexen Bewegungsmechanis-
men / Fiber rubber composite with integrated textile based actuators for realization of complexe motion sequences

in Elastomerbauteile deren Lebensdauer und Leis-
tungsfähigkeit signifikant zu verbessern. Über eine
gezielte Einstellung der Paramater bei der Oberflä-
chenmodifizierung der Faserstoffe sowie durch den
Einsatz innovativer Verfahren, wie der Plasmaakti-
vierung oder der Oxifluorierung, können Verfahrens-
schritte der konventionellen Gesamtprozesskette
eingespart und damit ökologische sowie ökonomi-
sche Vorteile erreicht werden.

Zusätzlich wurde gezeigt, dass die Betriebstempe-
raturen bei hoher mechanischer Wechselbelastung
von Elastomerbauteilen durch die Integration wär-
meleitfähiger textiler Strukturen deutlich gesenkt
und damit die Bauteillebensdauer erheblich erhöht
werden kann. In laufenden Untersuchungen wer-
den dafür anforderungsgerechte Abstandsgestricke
aus Metalldraht umgesetzt, die durch ihren spezi- Stricktechnische Integration eines textilbasierten Aktors
ellen Aufbau eine Wärmeleitfähigkeit in Dickenrich- in eine textile Verstärkungsstruktur / Knitted integration of
tung generieren und somit die Wärmeableitung aus a textilbased actuator in a textile reinforcement structure
Elastomerbauteilen maßgeblich verbessern. Diese
3D-Gestricke weisen zudem eine hohe Druckstabi-
lität auf, sodass sie ohne Reduzierung der mecha- Ausgewählte Publikationen
nischen oder thermischen Eigenschaften bei dem Probst, H.; Katzer, K.; Nocke, A.; Hickmann, R.; Zimmermann, M.; Cherif, Ch.:
durch hohe Drücke geprägten Vulkanisationspro- Melt spinning of highly stretchable, electrically conductive filament yarns.
zess in die Elastomermatrix integriert werden kön- Polymers 13(2021)4, 590, DOI: 10.3390/polym13040590
nen.
Woodworth, L. A.; Lohse, F.; Kopelmann, F.; Cherif, Ch.; Kaliske, M.: Develop-
Parallel zu den genannten Entwicklungen im Bereich ment of a constitutive model considering functional fatigue and pre-stretch
der faserverstärkten Elastomere erfolgen auch in shape memory alloy wires. International Journal of Solids and Structures
umfassende Charakterisierungen der Materialien in (2021)234-235, 111242, DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2021.111242
den verschiedenen Verarbeitungsstufen, um neben Lohse, F.; Kopelmann, K.; Grellmann, H.; Ashir M.; Gereke, T.; Häntzsche, E.;
der Identifizierung der jeweils erreichbaren Eigen- Sennewald, C.; Cherif, Ch.: Experimental and numerical analysis of the defor-
schaftsmodifikationen auch eine valide Datenbasis mation behavior of adaptive fiber-rubber-composites with integrated sha-
zur umfassenden simulationsgestützten Beschrei- pe memory alloys. Materials 15(2022)2, 582, DOI: 10.3390/ma15020582
bung des Deformationsverhaltens derartiger Struk-
turen zu schaffen. Lohse, F.; Wende, C.; Klass, K. D.; Hickmann, R.; Häntzsche, E.; Bollengier, Q.;
Ashir, M.; Pöschel, R.; Bolk, N.; Trümper, W.; Cherif, Ch.: Bio-inspired semi-
flexible joint based on fibre-reinforced composites with shape memory all-
oys. Journal of Intelligent Material Systems and Structures 32(2021)4, DOI:
1045389X20959460, pp. 462-472

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