Simultaner Nadelantrieb – Technologie- und Strickablaufsentwicklung für formgerechte Produkte auf Flachstrickautomaten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Chokri Cherif
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548197397

Eine signifikante CO2-Reduktion bei gleichzeitiger Verringerung des Energie- und Ressourceneinsatzes erfordert eine ganzheitliche Betrachtung des Lebenszyklusses von Produkten unter Berücksichtigung der Anwendungs- und Herstellungsszenarien und -optionen bereits in der Designphase. Die Anwendung von Leichtbauprinzipien bei der Gestaltung und Umsetzung von Bauteilen und im Besonderen Faserkunststoffverbunde (FKV) versprechen hier neue Lösungsansätze. Das beantragte Vorhaben soll neue Konzepte zur flexiblen Produktion von FKV in mittleren und Großserienanwendungen basierend auf Methoden und Strategien zum verschnittfreien und lastangepassten Design und Fertigen von Preformen bereitstellen. Dies erfordert eine flexible, ressourcen- und energiearme Fertigungsmethodik, die zugleich die Basis für eine umfassende Prozessautomatisierung bildet. Der wissenschaftliche Ansatz zur Erhöhung der Flexibilität und Produktivität ist, das klassische, schlittenbasierte, nacheinander Nadelaustreiben beim Stricken durch ein neues System zum funktionsgerechten, simultanen Austrieb jeder einzelnen Nadel zu substituieren (FlexKnit). Die Umsetzung des Ansatzes erlaubt völlig neue Strickabläufe, wie synchrone Maschenbildung bzw. -transfers in vielen Bereichen über der Gestrickbreite. Jede Verdopplung der gleichzeitig aktiven Strickbereiche verdoppelt die Produktivität der Flachstrickautomaten. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines numerischen Strickprozessmodells zur simulativen Beschreibung und Abbildung strickprozessbedingt auftretender dynamischer Änderungen der Fadenbewegung und des bedarfs sowie daraus resultierender lokaler Fadenspannungen. Das schafft die Voraussetzungen für eine hohe Reproduzierbarkeit funktionaler Eigenschaften, wie Drapierbarkeit, elektrische Leitfähigkeit oder Anordnung von Schussfäden entsprechend Last- bzw. Geometrieanforderungen. Zudem sind künftig anforderungsgerecht produktbezogene Herstellungsparameter oder Maßnahmen zur Erhöhung der Strickgeschwindigkeit vorab virtuell ableit- bzw. bewertbar. Dazu sollen die Vorgänge der Maschenausbildung bei der Verbindung der einzelnen Strickbereiche in Abhängigkeit der dafür konkret eingesetzten stricktechnischen Methode simulativ abgebildet sowie Zusammenhänge und Wechselwirkungen in Bezug auf die Produkteigenschaften bei bereichsweiser paralleler Gestrickherstellung abgeleitet werden. Damit werden textile Halbzeuge mit anforderungsgerecht einstellbaren Eigenschaften, z.B. lokaler Drapierbarkeit zur Umsetzung komplex geformter FKV-Bauteile hochproduktiv und verschnittfrei herstellbar. Der FlexKnit-Ansatz ist ein Beitrag, um Vorteile formgerecht gestrickter Produkte im Hinblick auf Nachhaltigkeit, Senkung des Energieverbrauchs und Ressourcenschonung auch wirtschaftlich attraktiver zu machen und deren Marktanteil deutlich zu erhöhen. Die direkte Fertigung der Produkte erhöht den Vorfertigungsgrad bzw. vermeidet vollständig kostenintensive manuelle Konfektionierungen und Nachbearbeitungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen