Prof. Dr.-Ing. Chokri Cherif: „Textile Verstärkungsstrukturen und Leichtbaukonstruktionen lassen sich entsprechend den anwendungsspezifischen Anforderungen maßschneidern.“
GWT/Seidler
Vom 29.-30. November 2012 findet in Dresden die inzwischen 6. Aachen-Dresden International Textile Conference statt. Im Mittelpunkt stehen die Themen „Chemie für Faserverbundwerkstoffe, Membranen und Schutztextilien“, „Faserverbundwerkstoffe / Composites“, „Membranen und Textiles Bauen“ sowie „Schutztextilien“.
Springer für Professionals: Herr Cherif, was ist das Besondere an dieser Veranstaltungsreihe, zu der Sie als Mitorganisator einladen?
Prof. Dr.-Ing. Chokri Cherif: Die deutsche Textilindustrie erfährt seit über 20 Jahren einen tief greifenden Strukturwandel und erschließt sich verstärkt neue Märkte in Hightech-Anwendungen. Dazu zählen Hochleistungsfasermaterialien und Verstärkungsstrukturen für funktionsintegrierende Composites, Objekt- und Personenschutz sowie textile Membranen für Bauanwendungen. In diesem Zusammenhang werden auf der Konferenz besonders ausgewiesene Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft zu aktuellen Themenstellungen und Herausforderungen referieren.
Wie hat sich die Verwendung von Textilfasern für Leichtbaukonstruktionen in den letzten Jahren entwickelt?
Der erfolgreiche Einsatz von Leichtbaukonstruktionen erfordert sowohl neben höchsten strukturmechanischen Eigenschaften der einzusetzenden Materialien bei minimalem Gewicht der Verbundstrukturen in besonderem Maße die Integration von zusätzlichen Funktionalitäten. Dazu sind die Textilfasern prädestiniert, da durch Ausnutzung des breiten Spektrums inzwischen bereits etablierter bzw. sich in Entwicklung befindender Hochleistungsfasern die textilen Verstärkungsstrukturen und Leichtbaukonstruktionen entsprechend den anwendungsspezifischen Anforderungen maßgeschneidert werden können. Damit lassen sich beispielsweise nach bionischen Prinzipen konstruierte, adaptive bzw. sensorische Leichtbaustrukturen umsetzen, die auch extremen Temperaturen standhalten können.
Was unterscheidet Textilfasern etwa von Glas- oder Kohlefasern, die ebenfalls zur Verstärkung von Werkstoffen genutzt werden?
Die konstruktive Dimensionierung von faserverstärkten Leichtbaustrukturen erfolgt nach ingenieurtechnischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Am häufigsten werden Glas- und Kohlenstofffasern eingesetzt. Kohlenstofffasern zeichnen sich durch die höchsten Steifigkeiten und Festigkeiten aus, jedoch stellt ihre Verarbeitung zu textilen Verstärkungsstrukturen eine große Herausforderung dar. Hingegen sind Glasfasern deutlich kostengünstiger und hauptsächlich für Anwendungen mit niedrigeren mechanischen Beanspruchungen einsetzbar.
Welche verfahrenstechnischen Herausforderungen sind mit der Verarbeitung von Textilfasern in Composite-Werkstoffen verbunden?
Die Hochleistungsfasern besitzen spezielle Eigenschaftsprofile, die besondere Ansprüche an deren Weiterverarbeitung zu textilen Halbzeugen, Preformen und Verbundbauteilen stellen. Die Querkraftempfindlichkeit der Kohlenstofffasern führt häufig zu einer Reduktion der Produktionsleistung der Textilmaschinen und erfordert besondere Maßnahmen für eine schonende Verarbeitung. Die UV-Empfindlichkeit und die nahezu inerte Oberfläche der Aramidfasern verlangen besondere Verarbeitungsbedingungen und die gezielte Ausbildung eines anforderungsgerechten Grenzschichtdesigns zur vollständigen Ausschöpfung des Leistungspotenzials. Sensorfasern, z. B. auf piezokeramischer Basis, müssen die hohen mechanischen und thermischen Anforderungen der textilen und kunststofftechnischen Fertigungsprozesse überstehen.
Welche Akzente verfolgen Sie zurzeit in der Forschung?
Der Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten liegt in der Auslegung und Konstruktion von Textilmaschinen, der Verfahrensentwicklung, den Produktinnovationen sowie der Material- und Prozessmodellierung. Die Entwicklungen sind in besonderem Maße auf Technische Textilien fokussiert. Die Schwerpunkte liegen in den Gebieten der Faserverbundwerkstoffe, der textilen Betonbewehrungen, der Bio-Medizintextilien sowie der Schutz- und Funktionstextilien. Aktuelle Forschungsvorhaben sind vor allem auf Multifunktionalität (z. B. Sensorik, Aktorik) und automatisierte Fertigungsprozesse für mittlere und große Serien sowie hochproduktive und kostengünstige Fertigungstechnologien ausgerichtet.