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Lasertechnologie verbessert Schutzkleidung

In Europa arbeiten Millionen von Menschen in gefährlichen Umgebungen, welche Schutzkleidung erforderlich machen. Darüber hinaus gibt es auch einen bedeutenden Markt für Sport- und Freizeitkleidung, die für den Outdoor-Bereich vorgesehen ist und wasserabweisende Eigenschaften aufweißt.
Lasertechnologie verbessert Schutzkleidung
Hochtechnologisierte Textilwaren hindern Partikel, Flüssigkeiten oder Gase daran, die Schutzkleidung zu durchdringen. Die Stoffe müssen jedoch durch das Nähen miteinander verbunden werden, hierbei werden die Materialien durchstochen. Dies erfordert einen zweiten Prozess, das Tapen, bei dem eine erneute Versiegelung der Stoffe erfolgt. Alternative Versiegelungsmethoden unter Verwendung einer zusätzlichen Schicht an der Naht zwischen den Stoffen sind zeitaufwendig und höchst arbeitsintensiv. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass versiegelte Nähte oftmals aufgrund der begrenzten Verbundhaftung und der Beanspruchung dieser Verbindungen während des Tragens, des Pflegens und des Waschens aufbrechen.

Den zweistufigen Prozess des Nähens und Versiegelns der Naht durch das Schweißen zu ersetzen kann die Barriereeigenschaften der Naht, die Zuverlässigkeit sowie die Haltbarkeit deutlich verbessern. Durch Einsatz von Laserschweißmethoden können versiegelte Nähte ohne die Verwendung zusätzlicher Schichten an den Verbindungen hergestellt werden, hierdurch ist die Herstellung ästhetischer, qualitativ hochwertiger Nähte möglich. Diese Methode weißt auch das Potenzial auf, die Automatisierung der Herstellung verschiedener textiler Produkte zu erhöhen.

Das ALTEX-Projekt ("Automated Laser Welding for Textiles") hatte zum Ziel, Stoffe, Maschinen und Verfahren zu entwickeln, die für den Einsatz des Laserschweißens bei der Herstellung von Schutzkleidung anwendbar sind. Das EU-finanzierte Projekt griff auf neueste Innovationen im Bereich der Laserschweißprozesse zurück, um ein automatisiertes Verfahren zu etablieren, welches für den Einsatz in einer vollständig automatisierten Produktionsumgebung für Bekleidungsstücke und andere textile Produkte geeignet ist.

Die Projektmitglieder erprobten bestehende Stoffe auf ihre Wasserundurchlässigkeit und entwickelten neue Stoffe, um die Leistungsfähigkeit sowie die Verarbeitbarkeit durch das Laserschweißen zu verbessern. Experimentelle Ergebnisse zeigten, dass es möglich ist, höchst zuverlässige Nähte herzustellen, welche die aktuellen industriellen Anforderungen bezüglich der Wasserundurchlässigkeit übertreffen. Während der Projektarbeiten gelang die Identifizierung der erforderlichen Änderungen der Stoffe, um die Leistungsfähigkeit und die Schweißbarkeit unter Anwendung des Laserschweißprozesses zu verbessern.

Bei den Bemühungen, Maschinen zur Herstellung der komplexen textilen Produkte unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Designs zu entwickeln, erfolgte die Erstellung einer Gewebestützeinrichtung. Diese verfügt über einen Laser, der zur kontrollierten Laseraufheizung und Druckbeaufschlagung entlang der Nähte verwendbar ist.

Sensoren am Schweißkopf überwachen die Schweißtemperaturen und ermöglichen eine kontinuierliche Kontrolle der Laserenergie, hierdurch wird zu jeder Zeit eine hohe Gleichförmigkeit sichergestellt. Aus diesen Arbeiten gingen bereits Patentanmeldungen hervor. Andere Projektaktivitäten zeigten, dass das Laserschweißen von Textilien Anwendung finden kann, um einfache oder komplexe Formen herzustellen, vorausgesetzt, dass ein passendes Fixierungs- und Stützsystem verwendet wird. Das Laserschweißen einer Jacke dauert schätzungsweise rund 10 Minuten, während die herkömmlichen Verfahren des Nähens und Tapens 45 Minuten erfordern.

Die Projektergebnisse verfügen über das Potenzial, bei der Versorgung automatisierter Maschinen und bei Stoffen für das Schweißen von versiegelten Nähten bei Schutzkleidung und Polstermöbeln einen neuen Markt zu eröffnen. Dies wird die Wettbewerbsfähigkeit von KMU, welche in diesen Bereich investieren, verbessern, und qualifizierte Arbeitsplätze in der Industrie schaffen.

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