Wirtschaftliche Herstellung textiler Bodenbeläge in kleinen Stückzahlen

Um kleinere Stückmengen, die verstärkt vom Markt gefordert werden, wirtschaftlich produzieren zu können, muss die Technik zunehmend flexibler werden. Das Institut für Bodensysteme (TFI) hat in Kooperation mit dem Institut für Textiltechnik (ITA) – beide an der RWTH Aachen University – eine neuartige Technologie entwickelt, die erlaubt Maschinenparameter für die Herstellung gemusterter Waren (zum Beispiel Bodenbeläge) schnell zu verändern.

Die Tendenz des Markts bei textilen Bodenbelägen geht weg von starrer Serienfertigung hin zu auftrags- beziehungsweise kundenorientierter Produktion mit reduzierter Losgröße. So wie dies ja im übrigen auch Weserland mit seinen maßgeschneiderten Lösungen tagtäglich umsetzt. Die Anforderungen haben sich eben grundsätzlich stark verändert und individualisierte Produkte werden im hohen Maß nachgefragt.

Damit die Produzenten textiler Bodenbeläge mit diesem Trend Schritt halten können, müssen sich die Fertigungsverfahren schnell und reproduzierbar auf die Charakteristika der unterschiedlichen Artikel adaptieren lassen. Eine Veränderung des Musters ist allerdings mit hohem Umrüstaufwand verbunden. Das führt nicht nur zu einem Produktionsausfall, sondern verhindert auch die Möglichkeit, innerhalb des laufenden Prozesses ein Muster regelmäßig oder unregelmäßig zu verändern.

Das TFI entwickelte zusammen mit dem ITA dazu eine Lösung für das Problem der starren Befestigung der Nadeln. Diese hat die Flexibilität des Tufting-Prozesses wesentlich erhöht und so die Zukunftsfähigkeit der Tufting-Technologie gesichert. Ein wichtiger Schritt, denn Tufting ist ein hoch effizienter Prozess zur Herstellung textiler Bodenbelägen mit Polstruktur.

Lagerlose Führung ermöglicht flexible Prozesse

Ein Ansatz zur Lösung der Probleme war schon länger der Einsatz von Nadeln in gekröpfter Ausführung. Es handelt sich dabei um Sonderanfertigungen, bei denen die Nadeln der hinteren und vorderen Barre zueinander gekröpft sind. Die Nadeln sind weiterhin auf einer vorderen und hinteren Barre angeordnet, sind aber in einer Halterung verschiebbar zueinander montiert. Hierdurch kann der Abstand zwischen den Nadelreihen variabel bis hin zu einer geradlinigen Ausrichtung verstellt werden. Diese VSN-Technik zeigte jedoch im industriellen Einsatz nicht die gewünschten Ergebnisse.

Ausgangsbasis für die Entwicklung des neuen Lösungsansatzes war die Analyse der im Tufting-Prozess entstehenden Kräfte und Belastungen. Als finale Variante wurde eine Lösung aus Pleuel und Exzenter gewählt. Das funktionsbestimmende Element bildet ein flexibles Faserverbundkunststoff-Bauteil.

Die Verstellung erfolgt nun stufenlos und ist sogar während des Tufting-Prozesses möglich. So ergeben sich völlig neue Design-Möglichkeiten und eine deutlich dichtere Ware. Diese erhöhte Dichte durch schräge Anordnung ist vor allem in Bereichen hoch relevant, an denen die Ware verformt werden soll (etwa im Automobilsektor).

Die vielen Vorteile von Bauteilen aus Faserverbundkunststoff reichen von individuellen Auslegungsmöglichkeiten bis hin zu einer erheblichen Verringerung des Gewichts im Vergleich zu Stahl. Zudem werden dynamische Belastungen durch die zyklisch bewegten Bauteile reduziert. Das Ergebnis ist eine verbesserte Laufruhe und ein präziserer Tufting-Prozess mit weniger Störungen und Unterbrechungen.

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