3D-Drucksystem: Mit Serienprozess zu maßgeschneiderten Produkten

• Die Verbindung neuer Technologien wie der additiven Fertigung mit den traditionellen Verfahren der Textilbranche birgt viele Potenziale für die Produktentwicklung, und somit neue Marktchancen.
• Die Karl Mayer Group hat dies erkannt und eine technische Lösung zur Verbindung der Wirkwarenherstellung mit dem 3D-Druck entwickelt.
• Dabei wird die Wirkmaschine nach dem Rolle-zu-Rolle-Prinzip in einem einheitlichen Prozess mit dem 3D-Drucksystem kombiniert.
• Die Ergebnisse sind hohe Flexibilität sowie Effizienz bei der Fertigung individualisierter Erzeugnisse.

„Mit dem 3D-Druck können wir die textile Produktgestaltung vollkommen neu denken. Was möglich ist, sehen wir bereits bei Sportswear. Serienartikel mit 3D-gedruckten Branding- und Funktionselementen sind hier schon fest etabliert“, sagt Michael Kieren vom Team New Business Development bei der Karl Mayer Group. Zudem stimmt der ökologische Fußabdruck der Neuentwicklung, da material- und energieintensive Arbeitsschritte entfallen. Insbesondere bei der Herstellung von Prototypen und bei der Funktionalisierung von textilen Erzeugnissen durch partielle Verstärkungen und Design- oder Funktionselemente spielt das neue 3D-Drucksystem seine Vorteile aus.

Fließende Prozessführung

Bei dem neuen 3D-Drucksystem wird das Textil direkt nach seiner Herstellung auf der Wirkmaschine bedruckt. Die Maschine kommuniziert dabei mit dem Musterungssystem des Druckers, um diesen zielgerichtet zu steuern. Der Inline-Druckkopf lässt sich schnell an jede erforderliche Fertigungsposition bringen. Er lagert auf einem H-Portal und kann sich mit 5 m/s in alle Raumrichtungen bewegen. Bei der Platzierung des Druckkopfes auf dem 2 x 1 m großen Druckfeld sorgen ein Kamerasystem und eine Mustererkennungssoftware zudem für hohe Präzision.

Die derzeitige Printer-Version verarbeitet Polyurethan und Silikon ohne Hitze. Die in der Textilausrüstung üblichen Materialien werden mit einer Druckgeschwindigkeit aufgebracht, die einer Textilproduktion von 85 m²/h entspricht – bei einer Arbeitsbreite der Wirkmaschine von 138″.

3D-Drucksystem: Vorteile vor allem für die Bereiche Sport, Schuhe und Automotive

Das neue 3D-Drucksystem von Karl Mayer verbindet die hohe Produktivität von Wirkmaschinen mit der Flexibilität der additiven Fertigung. Es bietet somit die Möglichkeit, Produktionsschritte einzusparen. Zudem reduziert sich die Komplexität des Maschinenhandlings durch ein einfaches Musterungssystem.

Daher eignet sich die Innovation insbesondere für die Individualisierung von Produkten. So können durch den direkten Druck auf den Stoff große Mengen an textilen Artikeln mit Logos, Markenbezeichnungen oder Team-Namen versehen werden. Vor allem die deutlich höheren Freiheitsgrade beim Design eröffnen vollkommen neue Möglichkeiten, auf die steigenden Bedürfnisse der Kunden nach Individualisierung erfolgreich zu reagieren.

Partielle Verstärkungen in funktionelle Sport-Outfits integrieren

Im Sportbereich mit seinen hohen Ansprüchen an die Performance seiner Produkte sammelt das neue 3D-Drucksystem nochmals Pluspunkte. So lassen sich partielle Verstärkungen wie Kinesio-Tapes oder Support-Bereiche für Muskeln und zur Stabilisierung der Bewegung auf einfachem Weg in funktionelle Sport-Outfits integrieren. Schuhe profitieren zudem von der Möglichkeit, besonders beanspruchte Bereiche verschleißfest zu gestalten. Weitere Möglichkeiten sind individualisierte Designs bis hin zu 4D-gedruckten Schuhstoffen – beispielsweise durch 3D-bedruckte Abstandsgewirke – und eine effiziente Produktion on demand.

Der Automobilbereich, bekannt durch seine hohe Produktionseffizienz, dürfte insbesondere wegen der nur wenigen Arbeitsschritte, beispielsweise bei der Integration von Verstärkung in Türverkleidungen, Dachhimmel und Sitzen, an dem effizienten 3D-Drucksystem von Karl Mayer interessiert sein. Auch bei Anwendungen im Automobil-Interieur lassen sich Designs, Team-Logos und Firmennamen einfach und exakt applizieren. Neben diesen konventionellen Einsätzen sind zukunftsweisende Umsetzungen wie die Integration von Schaltern in textile Strukturen, die Nutzung der Textilien für Steuerungszwecke und die Schutzabdeckung von elektronischen Komponenten denkbar.

3D-Drucksystem auf dem Sprung in die Praxis

Karl Mayer hat den neuen 3D-Drucktisch mit seinem Entwicklungspartner, der FH Bielefeld, bei der Produktion von Schuhstoffen bereits erfolgreich erprobt.

„Hier sind, mehr noch als in anderen Bereichen, die verschiedensten Applikationen gefragt. Dafür eignet sich der 3D-Drucktisch sehr gut“, so das Fazit von Michael Kieren.

Der Prototyp steht nun. Er wurde zur Techtextil 2022 in Frankfurt am Main vorgestellt. Zudem war die Innovation ein Highlight der 5. Tagung Additive Fertigung, die im November 2022 im Hause Karl Mayer stattfand. Veranstalter des jährlichen Fachaustauschs ist das Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e. V. (TITV Greiz). Jetzt versuche man, das Verfahren mit potenziellen Anwendern in der Praxis zu etablieren, erklärt Michael Kieren die nächsten Schritte.

Bild oben: Das neue 3D-Drucksystem von Karl Mayer. Bild: Karl Mayer Group

Weitere Informationen: https://www.karlmayer.com/de/

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