Neue MaterialienGelobt und zugenäht

Textile Kunststoffe im Flugzeug-, Fahrzeug- und Anlagenbau bescheren der Uralt-Technik des Nähens neuen Auftrieb. von 

Statt Kunststoffe im Leichtbau zusammen zu nähen, werden sie mittlerweile auch verklebt. Dazu wird zunächst Silikon auf die textilen Stoffe aufgetragen.

Statt Kunststoffe im Leichtbau zusammen zu nähen, werden sie mittlerweile auch verklebt. Dazu wird zunächst Silikon auf die textilen Stoffe aufgetragen.  |  © New Textile Technologies

»Wir nähen uns ein Flugzeug!« Ein Satz wie aus dem Volkshochschulprogramm. Doch so reden tatsächlich gestandene und des Humors unverdächtige Maschinenbauer an deutschen Hochschulen. Dabei ist nicht etwa die Rede von selbst gebauten »Schwalben«, die während langweiliger Vorlesungen durchs Audimax segeln, sondern von gewaltigen Leichtbau-Fliegern wie der Boeing 787 , dem »Dreamliner«. Bei denen bestehen nämlich große Rumpfteile aus Textil: leichtem, hochfestem CFK – einem Kunststoff, in den verstärkende Kohlefasern eingebettet sind. Und entsprechend wird das Material auch verarbeitet und »gefügt«, also dauerhaft verbunden. Da werden Fasern verwebt und geflochten, da wird gestrickt, gehäkelt, gewirkt und gestickt – und eben genäht.

Auf einmal sehen die relativ modernen Verfahren zur Stahlherstellung und die dazugehörigen Fügeverfahren wie Nieten und Schrauben reichlich alt aus – denn plötzlich ist alles Textil. Ob es um Elektroautos geht, bei denen jedes eingesparte Kilogramm eine Reichweitenverbesserung bringt, oder um Strom sparende »Eisen«bahnen aus faserverstärktem Kunststoff; ob die Entwicklungsziele Verkehrsflugzeuge mit besserer Umweltbilanz sind, leichtere, die Lager schonende Windräder oder superschnelle Rennräder: Die Avantgarde der Leichtbau-Technologie besinnt sich auf die Zehntausende von Jahren alten Werkzeuge und Methoden der Textiltechnik. Lange Jahre galt die Textilindustrie hierzulande als antiquiert. Nach dem Krieg gingen allein in Deutschland mehr als 400.000 Textilarbeitsplätze verloren – T-Shirts und Jeans kommen seither aus Asien. Mit dem Leichtbau-Trend aber gewinnen die sogenannten »technischen Textilien« enorm an Bedeutung. Und die verbliebenen Reste der europäischen Textilbranche wittern Morgenluft.

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Aachen, ITA, Institut für Textiltechnik der RWTH . Volker Niebel ist Spezialist für smarte Textilien und Fügetechnologien. »Selbst unser Haus ist aus Textilien gebaut«, sagt er und deutet auf die Wände des Instituts. Die nicht tragenden Wände des Neubaus bestehen aus zwei dünnen Schichten Textilbeton, zwischen denen dicke Dämmung steckt. Beton mit eingelegten Textilmatten ist seit einigen Jahren am Bau zugelassen. Mit einem gewissen Stolz führt Niebel weitere technische Produkte vor, denen man den textilen Ursprung nur bedingt ansieht: Filter für die Papierherstellung; künstliche Haut; implantierbare Stents, also Gefäßstützen, aus dem Formgedächtnismaterial Nickel-Titan. Doch so fantastisch die neuen textilen Materialien auch sind, man kann sie erst nutzen, wenn man sie verbinden, also fügen kann. Textiles Fügen aber ist von alters her meist Nähen.

Auch im »Fügetechnischen Bereich« des Aachener Instituts kommt man darum an einem Apparat nicht vorbei, der auf einer Empore thront und wie Gesslers Hut Respekt erheischt – an der klassischen Nähmaschine, die im Prinzip seit über 200 Jahren auf unveränderte Weise funktioniert. Eine Nadel perforiert die zu fügenden Stofflagen, schiebt eine Schlaufe hindurch, von unten verschlingt ein Greifer den Ober- mit dem Unterfaden. »80 bis 90 Prozent allen textilen Fügens geschehen immer noch durch Nähen«, sagt Niebel. Aus Sicht des Maschinenbauers bewältigt die Nähmaschine eine erstaunlich komplexe Aufgabe: »Biegeschlaffes, flexibles Material auf einem anderem biegeschlaffen, flexiblen Material anzubringen ist für den Maschinenbauer der Albtraum schlechthin!«

Dabei ist das größte Problem nicht einmal, irgendwie eine dauerhafte Verbindung hinzukriegen. Es knirscht besonders dann, wenn Nähen außerhalb der klassischen Textilindustrie, jenseits von Jeans und T-Shirt, zum Thema wird. Etwa in der Automobilindustrie, die zunehmend auf technische Textilien setzt. Autodächer, Karosserieteile, Teile der Inneneinrichtung, Verkleidungen, ja sogar Schalter und Bedienelemente will man heute aus technischen Textilien herstellen. Mercedes hat seinem SLR McLaren eine komplett aus CFK gefertigte crashdämpfende Frontstruktur verpasst. Dabei will und muss sich der Autobauer auf absolut zuverlässige Präzisionsfertigung verlassen, die sich in einem Qualitätssicherungsverfahren dokumentieren lässt. Weite Bereiche der Textilindustrie sind zwar heute hochgradig organisiert und automatisiert, doch die letzten Schritte bis zum fertigen textilen Produkt – das Zuschneiden und Fügen, also die Konfektion – verweigern sich der Automatisierung. Dem textilen Fügen haftet von jeher etwas Ungefähres an. Unmengen an Personal sind nötig, um Fehler und Ungenauigkeiten über den Daumen peilend zu kompensieren.

Leserkommentare
  1. ...hat was. Für die Zukunft ein unbedingter Vorteil für die Automobilindustrie. Airbus hat ja bereits beim A 380 vor dem Problem des Gesamtgewichts gestanden und ist zu Kohlefaser verstärkten Außenflächen gekommen. Hab mich sowieso gefragt was an dem Trabi so schlecht gewesen sein soll, wenn man nur mal auf die Karosse achtet. Leicht und aus Alttextilien mit Kunststoff verschmolzen und gepresst. So neu ist das ganze also nicht.
    Was ist daran so ungewöhnlich für ein Fahrzeug die Karosse zu nähen und nur über das fahrgerüst überzustreifen und zu verkleben. Die Sicherheitstechnik der Fahrgastzelle und des gesamten fahrzeugs befindet sich doch im Grundgerüst und nicht in der Verkleidung.
    Für mich stand fest, dass ich beim Umbau eines alten PKW auf E- Antrieb das Gewicht dadurch reduziere indem ich die Außenflächen von dem Tragesystem abtrenne und durch ein sehr bekanntes Material ersetze. Milchtüten bestehen aus einem Mehrschichtpapier (kaschiertes Papier) das schwer verrottet und leicht ist, eine gut zu bearbeitende Oberfläche hat und verklebt werden kann. Man muss nur auf den Rahmen (z.B. einer Tür) eine leichte, gazeartige und steife Grundfläche auflegen und mit dem Papier verbinden. Also wenn ich solche Ideen schon im Kopf habe und nicht studierte, dann ist für mich die Gedankenwelt von Herrn Niebel absolut nachvollziehbar. Egal ob kleben, nähen, verspleißen oder verknoten!

  2. ...die man ernst nehmen oder belächeln kann.
    Man nehme einen alten PKW und bohre in die Karosse, da wo es geht und keine Sicherheitstandards verletzt, viele Löcher dicht an dicht mit einem Abstand von 1-2 Millimetern. Es ergibt sich eine steife siebartige Oberfläche ohne Formveränderung, die nacheinander mit Alufolie, Butterbrotpapier und Frischhaltefolie beklebt wird.
    Danach stelle man zum Vergleich das Fahrzeug auf die Wage und man wird verblüfft sein.
    Bitte jetz nicht mit Statik eines Fahrzeugs kommen. Wie wir wissen gibt es genügend Fahrzeuge ohne Karosserie, die für den Straßenverkehr zugelassen sind.
    Mit dieser Idee will ich eigentlich nur darauf hinweisen, dass es den Autokonzernen durchaus möglich war und ist, ohne wesentlichen Mehraufwand, schon vor einigen Jahrzehnten von der reinen Stahlkarosse weg zu kommen, aber man nicht wollte. Wir wissen auch warum und haben bei der E- Mobilität gerade bei deutschen Autokonzernen heute wieder diese Verweigerung des Handelns zugunsten der Aktionäre und nicht zugunsten des Kunden.
    Und wenn man bedenkt dass die alten Mongolen die Erfinder von Verbundwerkstoffen waren und leichte flexible Waffen bauten die aus verschiedenen Naturwerkstoffen verbunden und gefertigt waren, dann stehen wir hier nicht vor einer neuen Technologie, sondern vor einer Neuauflage alter Kenntnisse.

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    • medwed
    • 05. Juli 2011 18:49 Uhr

    Frage an Sie: müsste man für diese Art von Karosseriebau neues Butterbrotpapier nehmen oder dürfte es auch gebrauchtes sein? Und wenn ja, würde es eine Rolle spielen, ob damit zuvor eine Stulle mit Käse oder mit Leberwurst eingepackt war? Letzte Frage: die deutschen Autokonzerne würden sich weigern, zugunsten des Kunden zu handeln. Schreiben Sie. Nur die deutschen? Ich kenne auch sonst keine Automobilfirma auf unserem Erdenball, die Butterbrotpapier verbaut. Bei den Japanern kann ich das verstehen, die mögen Butter nicht.

  3. Vermutlich werden in dem Artikel zwei verschiedene Themen etwas durcheinander gewürfelt. Mag sein, dass Beides am gleichen Aachener Institut statt findet, doch viel mehr Gemeinsamkeiten gibt es dann kaum.

    Das Eine ist das vernähen von Textilien, wobei das Textil als solches erhalten bleibt. Eben Kleidung, Stoffverdecke, etc. Hier hat die Naht eine dauerhaft wichtige Funktion.

    Das Andere ist das vernähen von Glas-, Kohle-, und Aramidfasern, die aus praktischen Gründen ebenfalls häufig in Form eines Gewebes verarbeitet werden. Hier ist Aufgabe des nähens, wirkens, webens "lediglich", diese Fasern zur Fertigung in die richtige Position zu bringen. Denn bei der Herstellung von CfK-Teilen ist es sehr wichtig, ob die Fasern gerade, längs oder quer in die Formen gelegt werden.

    Liegen diese Fasern jedoch richtig in der Form, haben die Nähte ihre Lebensaufgabe bereits erfüllt. Dann kommt ein Harz dazu, dass all die Fasern fest miteinander verklebt und aus dem Faserwirrwar ein hochfestes, meist hartes Bauteil macht. Nach der Fertigung könnte man die Nähfäden wieder entfernen, denn sie haben keine Funktion mehr. Es ist das Harz, das die hohe Festigkeit der Fasern nutzbar macht.

    • medwed
    • 05. Juli 2011 18:49 Uhr

    Frage an Sie: müsste man für diese Art von Karosseriebau neues Butterbrotpapier nehmen oder dürfte es auch gebrauchtes sein? Und wenn ja, würde es eine Rolle spielen, ob damit zuvor eine Stulle mit Käse oder mit Leberwurst eingepackt war? Letzte Frage: die deutschen Autokonzerne würden sich weigern, zugunsten des Kunden zu handeln. Schreiben Sie. Nur die deutschen? Ich kenne auch sonst keine Automobilfirma auf unserem Erdenball, die Butterbrotpapier verbaut. Bei den Japanern kann ich das verstehen, die mögen Butter nicht.

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    Und wenn Sie einwenden wollen, dass Japaner auch keine Milch mögen, ersetzen Sie Milchkartons durch Saftpackungen. Man kann das zu Tetrapacks verarbeitete Material sicher auch als Meterware direkt vom Hersteller beziehen, dann muss man nicht die alten Packungen sammeln, aufschneiden und zusammenkleben. Sicher gibt es das dann auch ohne Vollmilch-Aufdruck. Und wenn man nicht allzuschnell fährt, reißt einem der Fahrtwind die Pappkarosserie auch nicht vom Auto...

  4. Und wenn Sie einwenden wollen, dass Japaner auch keine Milch mögen, ersetzen Sie Milchkartons durch Saftpackungen. Man kann das zu Tetrapacks verarbeitete Material sicher auch als Meterware direkt vom Hersteller beziehen, dann muss man nicht die alten Packungen sammeln, aufschneiden und zusammenkleben. Sicher gibt es das dann auch ohne Vollmilch-Aufdruck. Und wenn man nicht allzuschnell fährt, reißt einem der Fahrtwind die Pappkarosserie auch nicht vom Auto...

    Antwort auf "Butterbrotpapier"

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