Neue Absorbersysteme zur Verbesserung der Nahtqualität beim Laserschweißen technischer Textilien

Im Rahmen des Forschungsprojektes (AiF-Nr. 17031 N)

„Absorbersysteme zum Laserschweißen von Textilien“ arbeiten Wissenschaftler der Hohenstein Institute zusammen mit Kollegen des Deutschen Wollforschungsinstituts in Aachen momentan an der Entwicklung neuer Infrarot Absorbersysteme zur mechanischen und optischen Verbesserung von lasergeschweißten Nähten. Dadurch kann das Laserschweißen von Textilien, eine alternative und zukunftsweisende aber noch junge Fügetechnik, breiter eingesetzt werden. Besonders bei der Produktion von technischen und medizinischen Textilien ist dadurch eine deutliche Qualitätsverbesserung gegenüber herkömmlichen Lösungen zu erwarten.

Das Laserschweißen von Textilien bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem traditionellen Nähen mit Nadel und Faden. Es ermöglicht eine Verbesserung der Produktqualität insbesondere bei der Verarbeitung großflächiger technischer Textilien. Die durch das Schweißen hergestellten Nähte sind flach, dehnbar, flexibel, absolut dicht gegenüber Flüssigkeiten und Gasen und überzeugen durch eine hohe Zugfestigkeit.

Herkömmliche Nahtfehler werden vermieden und die Qualität des Schweißprozess lässt sich online automatisch überwachen.

In vielen Bereichen des technischen Umfeldes wie Medizintextilien, Schutzbekleidung, Textilien für Fahrzeugbau, Möbelherstellung und Outdoorprodukte werden diese Eigenschaften gefordert und würden die bislang sehr aufwändige Überprüfungen der Produktqualität der Fügestellen während und nach den Herstellungsprozessen minimieren.

Eine Herausforderung der noch relativ jungen und wenig verbreiteten Methode, bei der ein Infrarot-Laser zum Einsatz kommt, ist, dass nur wenige Textilien aus thermoplastischem Fasermaterial, im Bereich des nahen infraroten Lichtes die Laserstrahlung absorbieren.

Das erfordert bei vielen Textilien den Einsatz von Absorbern, die speziell das infrarote Licht absorbieren. Diese Substanzen ihrerseits verursachen jedoch Verfärbungen und farbliche Beeinträchtigungen der Fügestellen. Diese Eigenschaft erschwert die Anwendung des Laserschweißens insbesondere bei hellen und durchsichtigen Textilien.

Im Rahmen des laufenden Forschungsprojekts sollen nun diese neuen Absorbersysteme entwickelt und systematisch untersucht werden.

Die neuen Formulierungen sollen einfach und materialsparend anwendbar sein, mit dem textilen Material kompatibel sein und die gewünschten Anforderungen möglichst umfassend erfüllen. Es sollen, besonders bei hellen und durchsichtigen Textilien, optisch und mechanisch einwandfreie Fügestellen mit hohen Gebrauchseigenschaften entstehen.

Zusätzlich werden die Einstellungsparameter für das Laserschweißen wie Temperatur, Geschwindigkeit und Druck auf die Absorber angepasst. Das ermöglicht den konfektionierenden Betrieben den Prozess unmittelbar auf eigene Materialien und die eigene Produktpalette anzuwenden.

Diese neue Fügetechnik eignet sich sowohl in der Einzelfertigung als auch zur Fertigung mit hohem Automatisierungsgrad. Die Minimierung der Prozessschritte und die Erhöhung der Prozessqualität ermöglicht Umsatzsteigerungen der klein- und mittelständigen Unternehmen und verschafft Wettbewerbsvorteile gegenüber herkömmlichen textilen Fügetechniken.

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