Entwicklung des Spacer Stitchings, eine innovative Durchstichnähtechnik zur Herstellung von 3D-Textilbaugruppen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Hassan Saeed
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516003964

Zur Herstellung von 3D-Textilienbaugruppen ist das Durchstichnähverfahren das am häufigsten eingesetzte Fügeverfahren. Ein wesentlicher Nachteil des Durchstichnähverfahrens besteht darin, dass die 3D-Anordnungen durch die Nähfäden entlang der Stichlinien komprimiert wird. Diese Druckstellen werden als „Cold Spots“ bezeichnet und sind entlang der gesamten Nahtlinie vorhanden und zwingen die eingeschlossene Luft, welche im Inneren des Isoliermaterials vorhanden ist, die Struktur zu verlassen. Auf diese Weise wirken sie als thermische Brücke, die die Wärmeübertragung zu erleichtern. Es gibt einen allgemeinen Kompromiss hinsichtlich der Produktfunktionalität, wenn das Verbinden mit dem Durchstichnähverfahren stattfindet. Neben der Isolation von Funktionsbekleidung ist die Kompression an Nahtnähten auch für industrielle Isolationsprodukte, medizinische Textilien, Abstandsgewirke und Verbundstoffe relevant. Es werden Anstrengungen für alternative komplexe Materialhandhabungslösungen unternommen aufgrund des Fehlens von maschinenbasierten technologischen Lösungen. Der Antragsteller hat eine innovative Durchstichnähtechnologie namens „Spacer Stitching“ oder ‚Abstandsnähen‘ entwickelt, um die Herausforderungen im Zusammenhang mit Materialkompressionen entlang von Stichlinien für 3D-Textilbaugruppen anzugehen. Diese Lösung wurde zum Patent erteilt. Mit Hilfe der neue Technologie werden die 3D-Textilbaugruppen erfolgreich mittels des Durchstichnähverfahren verbunden und die Stauchungen entlang der Naht werden reduziert. Die vorläufige Technologieentwicklung wurde mit begrenzten Ressourcen durchgeführt und die Ergebnisse wurden in Fachzeitschriften veröffentlicht. Der Antragsteller ist überzeugt, dass die patentierte Technologie der Abstandsnähte Mängel aufweist, die für eine Weiterentwicklung untersucht werden müssen. Das derzeit patentierte Verfahren bietet eine geringere operative Flexibilität, z.B. ist das Nähen komplexer Formen, das Überkreuzen von Stichlinien und das reproduzierbare Nähen im Vergleich zu herkömmlichen Nähmethoden nicht möglich. Um diese Probleme anzugehen und weiterzuentwickeln, muss die Technologie verfeinert und optimiert werden. Ziel des beantragten DFG-Projekts ist es, das Funktionsprinzip der Abstandsnähtechnik unter Berücksichtigung der identifizierten Schwachstellen zu verbessern, einen Versuchsaufbau zu entwickeln und die Technik mit modernen Prüfmethoden für ausgewählte Anwendungen im vorgegebenen Projektzeitraum zu evaluieren. Es gibt viele ungelöste Probleme in Bezug auf die Nähtechnik. Die Entwicklung der Abstandsnähtechnologie ist ein Schritt, um ein anstehendes Problem im Zusammenhang mit dem Verbinden von 3D-Textilbaugruppen anzugehen. Die beantragten DFG-Mittel werden als sehr wichtig angesehen, um das seit langem bestehende Problem der Kompressionen entlang der Nahtlinie zu untersuchen und dieses Problem durch die Entwicklung der Abstandsnahttechnologie systematisch zu verfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen