AFBW Kacheln

Suchen und Finden: Kompetenzen im Bereich Faserbasierte Werkstoffe

Der AFBW-Kompetenzatlas bietet Ihnen einen umfassenden Anbieter- und Marktüberblick im Bereich faserbasierter Werkstoffe. 60 Unternehmen, 24 Institutionen aus Wissenschaft und Forschung, 9 Initiativen und Netzwerke, das Forschungskuratorium Textil und 5 Landesagenturen Baden-Württembergs präsentieren ihre Kompetenzen und ihr Portfolio. Hier finden Sie Projektpartner und Lieferanten, Dienstleister und Knowhow-Anbieter.

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Textil aus Baden-Württemberg: Der Stoff aus dem die Zukunft ist
Peter Haas, Hauptgeschäftsführer Südwesttextil e.V.

Textil begleitet die Menschen seit über 30.000 Jahren. Die ältesten nachweislich von Menschen verwendeten Textilfasern stammen aus einer Höhle in Georgien. Und nie war Textil so am Puls der Zeit wie heute. Denn Textil liefert Lösungen für viele aktuelle Herausforderungen: die Mobilität der Zukunft, unser aller Gesundheit, Demografie, Ökologie. Die Materialeigenschaften faserbasierter Werkstoffe machen sie attraktiver denn je: flexibel und doch stabil, leicht und daher energieschonend, multifunktional und daher für viele Einsatzbereiche interessant. Ob im Auto, in der Medizin oder in der Architektur: Für nicht wenige ist Textil bereits das neue Metall.

Der Wirtschafts- und Arbeitgeberverband Südwesttextil vertritt Unternehmen, die diese innovative Entwicklung mit vorantreiben. Zur Innovationskultur gehört der stete Austausch mit der Wissenschaft, mit potenziellen Kooperationspartnern im In- und Ausland, der Blick über den Tellerrand. Südwesttextil ist froh, mit der AFBW eine Plattform im eigenen Netzwerk zu haben, die den Dialog in der faserbasierten Wertschöpfungskette inspirierend organisiert und für alle Teilnehmer nicht nur greifbare Mehrwerte schafft, sondern mittlerweile sogar schon handfeste Erfindungen ermöglicht hat. Dass dies gelingt, ist das Ergebnis professioneller Arbeit der AFBW: Sie bringt Menschen zusammen, ist Trendscout und gibt Orientierung – der Kompetenzatlas ist der beste Beweis. Er zeigt in beeindruckendem Maße das geballte Know-how und die Modernität des stärksten deutschen Textilstandorts. Ich bin zutiefst überzeugt: Textil aus Baden-Württemberg ist der Stoff, aus dem die Zukunft ist.

Die Zukunft der Faser
Dr. Klaus Jansen
Dr. Klaus Jansen

Faserbasierte Werkstoffe und Innovation „made in Germany“ sind eng miteinander verknüpft. Textile Hightech-Werkstoffe sind im Auto genauso zu finden, wie in der Matratze, im Windrad oder als Implantat in der Medizintechnik. Die Textilindustrie ist ein hervorragender Problemlöser für verschiedenste Industrien.

Immer wieder erlebt die Faser eine Renaissance, wie gerade in der Architektur zu beobachten ist. Textilien erweitern das Werkstoffspektrum hinsichtlich Gestaltung, Funktionalität und Nachhaltigkeit. Dank dieser Eigenschaften empfehlen sich faserbasierte Materialien für ein breites Anwendungsgebiet und stellen eine profitable Alternative dar.

Doch wie sieht die Zukunft der Textilindustrie aus? Welche Zukunftsmärkte wird es geben und welcher Forschungsbedarf lässt sich heute schon vorhersehen? Welche neuen Anwendungsfelder sind greifbar und welche strategischen Weichen müssen Unternehmen heute schon stellen? Was bedeutet das für die Zukunft von Wissensbedarf und Wissensflüssen?

Fragen suchen Antworten. Das Forschungskuratorium Textil e.V. hat sich dieser Aufgabe gestellt und gemeinsam mit Instituten, Unternehmen und Studenten eine Zeitreise nach 2050 unternommen, um von dort auf 2025 zurückzuschauen. Flankiert wurde die Überlegung durch gesellschaftliche Megatrends und globale Handlungsfelder, wie die demografische Entwicklung, Klimawandel oder die effiziente Ressourcennutzung.

Der strukturierte Zukunftsblick des Forschungskuratoriums ist eine ideale „Ballvorlage“, um in Mitgliedsvereinigungen und den oft familiengeführten Textilunternehmen selbst den Blick nach vorn zu richten. Konkret geht es darum, den erarbeiteten Erkenntnisvorlauf für neue Innovationsimpulse, spezifische Zukunftsmärkte, Strategien und neue Geschäftschancen zu nutzen und die daran beteiligten Leitungsteams dafür zu begeistern.

Perspektiven 2025: Zeitreise im Team

Nach Abschluss des Zukunftsprojekts „Perspektiven 2025“ liegen über 250 textile Ideen und Lösungsvorschläge vor. Zudem wurde der Forschungsbedarf mit Blick auf die wichtigsten Einsatzfelder Technischer Textilien präzisiert. Mit der vom Münchener Zukunftsforscher Thomas Strobel eingebrachten Team-Methodik zur Erstellung von Zukunftslandkarten konnte eine weitreichende Wissensbasis geschaffen werden. Sie ermöglicht Unternehmen „vorausschauendes Fahren“ und firmenspezifische Strategien für die Umsetzung in Innovationen und in neue Geschäftsmodelle abzuleiten.

Architektur

Faserverstärkter Beton wird neue architektonische Ausdrucksformen mit einem sparsameren Materialeinsatz ermöglichen. Adaptive Gebäudehüllen sorgen für neue Bauweisen und Eigenschaften von Häusern, z. B. mittels Bioklimatisierung an Außenwänden. Transportable Membranwände mit multifunktionalen Eigenschaften (Transparenz, Wärme- und Schalldämmung) passen sich wechselnden Bedarfen an. Textile Sensoren erkennen Feuer, Schäden und Verschleiß.

Bekleidung

Funktionalisierung, Individualisierung und Recycling sind Schlagworte für die Zukunft der Bekleidungsindustrie. Integrierte Sensoren warnen vor Gefahren im Straßenverkehr oder bei der Arbeit. Nicht nur Vitalparameter werden überwacht, sondern auch Strom gewonnen oder Muskelkraft verstärkt. Intelligentes Recycling von Altkleidung und Produktionsabfällen dient als Rohstoffquelle für neue Produkte. Aber auch Bekleidung aus alternativen und nachwachsendenvRohstoffen, wie Milchfasern, ist erhältlich.

Ernährung

Dachbegrünungen sind ein zentrales Element der dezentralen Lebensmittelgewinnung. Gewächshäuser mit autarker Energieversorgung und geschlossenem Wasserkreislauf für Wüstengebiete sorgen für nachhaltige Anbaugebiete. Die Gewinnung und die Qualitätsverbesserung von Trinkwasser werden durch textile Filter weltweit gewährleistet.

Energie

Textile Solarzellen in Fassaden oder auf Autodächern ersetzen konventionelle Solarkollektoren. Gewebestrukturen dienen als Basis für künstliche Photosynthese – CO2 plus Sonnenlicht liefert O2 plus Biomasse. Textilien speichern in ihrer großen Oberfläche elektrische Energie oder als künstliche Muskeln mechanische Energie.

Gesundheit

Stammzellenzüchtung auf textilen Trägermaterialien. Knochen-, Bänder und Sehnenersatz auf Basis textiler Strukturen erhöhen die Verträglichkeit. Medikamentendosierung in implantierten Depots und sensorische Wundauflagen beschleunigen die Heilung. Leitfähige Garne übernehmen das Monitoring von Vitalparametern. Außenaktivierung zur Anregung von Bewegung erleichtert Reha-Maßnahmen.

Mobilität

Textilien steigern den Komfort im Fahrzeuginnenraum.Sensoren regeln die Anpassung der Sitze, des Lichts und der Temperatur an den individuellen Nutzer. Der Airbag wird auch im Außenraum eingesetzt, um Fußgänger und Fahrradfahrer bei Unfällen noch besser zu schützen. Faserverbund-Leichtbau senkt das Gewicht und führt so zur Leistungssteigerung bei weniger Emissionen. Pneumatik-Textilien mit Hubfunktion erleichtern die Überwindung von Treppenstufen und Höhenunterschieden.

Produktion/Logistik

Leichtbauwerkstoffe aus Fasern steigern die Material- und Energieeffizienz in Maschinen und Anlagen. Textilbasierte Verpackungsmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen gelten als Standard. Vollautomatische Textilproduktion am Point of Sale, darunter 3D-Druck, -Weben, -Stricken, -Wirken und -Flechten garantieren eine kurze Lieferzeit und individualisierte Produkte.

Wohnen

Selbstreinigende Möbel und Polsterbezüge vereinfachen den Haushaltsputz und leichte, umzugsresistente Leichtbau-Möbel den häufigeren Standortwechsel. Multifunktionale Wandoberflächen dienen als Displays und textile Sensoren erfassen den Gesundheitszustand. Intelligente Lichtsysteme nutzen das Tageslicht optimal und steuern automatisch den Sonnenschutz. Pflanzliche Klimaregulatoren auf textilen Trägern optimieren das Klima.

Innovationspotenzial an der Schnittstelle zu Biotechnologie und Medizintechnik
Dr. Ralf Kindervater
Dr. Ralf Kindervater

Als Querschnittstechnologie leistet die Biotechnologie in vielen Branchen einen wichtigen Innovationsbeitrag. Dies gilt auch für die Gesundheitsindustrie.Hier profitieren insbesondere schon die Pharma- und Medizintechnikbranche von der Biotechnologie. Im Folgenden wird aufgezeigt, wie die Biotechnologie im Zusammenspiel mit faserbasierten Werkstoffen innovative Lösungen für die Gesundheitsindustrie bietet.

Die beiden Bereiche interagieren auf zweierlei Weise: Einerseits können Fasern mit Hilfe biotechnologischer Methoden funktionalisiert werden. Hier sind etwa textile Depot-Hohlfasern, die eingelagerte medizinische Wirkstoffe gezielt abgeben, oder Textilfasern als Träger adulter Stammzellen zu nennen. Andererseits können biotechnologische Methoden aber auch bei der Herstellung der Fasern eingesetzt werden. Dies eröffnet den Zugang zu einer enormen Werkstoffvielfalt. Bestimmte Polyamid- und Polyester-Fasern werden etwa mit Hilfe der Biotechnologie hergestellt. Künftig könnte dies auch bei Alginat für textile Wundauflagen der Fall sein. Momentan wird das Polysaccharid aus Algen gewonnen. Da die Zusammensetzung dieser Alginate und damit die Eigenschaften der Fasern aber stark variieren, initiierten die Hohenstein Institute mit der BIOPRO Baden-Württemberg das Projekt AlBioTex. Es zielt darauf ab, Alginat biotechnologisch herzustellen und daraus Fasern gleichbleibender Qualität zu erzeugen.

Baden-Württemberg ist ein starker Gesundheitsstandort und besticht durch eine hohe Dichte an Medizintechnik-, Pharma- und Biotechnologie- Unternehmen. Das Land ist geprägt von kleinen und mittelständischen Unternehmen, aber auch Standort von Weltkonzernen wie Roche, Boehringer Ingelheim oder Aesculap. Auch auf dem Gebiet der faserbasierten Werkstoffe
ist Baden-Württemberg gut aufgestellt. Hier sind Forschungseinrichtungen wie das ITV Denkendorf, die Hohenstein Institute oder das NMI Reutlingen zu nennen und Unternehmen wie Jotec, Novalung oder Gambro Dialysatoren.

Die BIOPRO unterstützt als landesweit tätige Innovationsgesellschaft die Gesundheitsindustrie sowie den Aufbau einer Bioökonomie für Baden-Württemberg. Experten aus der Textil und Werkstoffbranche sind herzlich eingeladen, mit der BIOPRO Innovationsmöglichkeiten an der Schnittstelle zur Biotechnologie oder Medizintechnik zu diskutieren.

 

Faserbasierte Werkstoffe - Potenziale für zukunftsfähige Mobilität
Franz Loogen
Franz Loogen

Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist in vollem Gang und keine Zukunftsvision mehr. Sie wird über die verschiedenen Ausprägungsformen des Hybrids (Mild-, Voll-, Plugin- Hybrid, Range-Extender) bis zum batterieelektrischen Fahrzeug und zum Brennstoffzellenfahrzeug in den nächsten Jahren weiter zunehmen. Dies bedeutet für die Automobilindustrie einen enormen Wandel: Durch entfallende und neue Fahrzeugkomponenten und Technologien werden sich Wertschöpfungsanteile zwischen unterschiedlichen Akteuren und möglicherweise auch zwischen Wirtschaftsregionen neu verteilen. Als branchenübergreifende Entwicklung wird die Elektromobilität nicht nur Einfluss auf die Automobilindustrie haben, sondern vielmehr zu einer Konvergenz verschiedener Branchen führen.

Im Rahmen des Wandels der Mobilität spielen faserbasierte Werkstoffe eine wichtige Rolle. Neben carbon- oder glasfaserverstärkten Leichtbauteilen sind Faserwerkstoffe – insbesondere beim Thermomanagement der Fahrzeuge – von entscheidender Bedeutung. Durch  energieeffiziente Innenraumtemperierung oder die Konditionierung empfindlicher Akkus kann die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöht werden, was eine Reduktion der Batteriekosten ermöglicht.

Ein weiteres Beispiel für die Bedeutung von textilen Werkstoffen für die Mobilität der Zukunft sind Hochleistungspolymervliese, die in Batterien und Brennstoffzellen Einsatz finden. Ebenso bergen innovative und intelligente Textilien, wie beispielsweise selbstleuchtende Garne oder Sensorfasern, Potenzial für nachhaltige Mobilitätslösungen.

Bereits seit Jahren gibt es in Baden-Württemberg zahlreiche Aktivitäten, die den Wissenstransfer zwischen Forschung und Industrie fördern und zur Entwicklung gemeinsamer, branchenübergreifender Lösungsansätze beitragen. Mit den beiden Landesinitiativen Elektromobilität I und II investiert die Landesregierung bis 2015 rund 80 Millionen Euro gezielt in Struktur und Projektmaßnahmen, um den Wandel vom Verbrennungs- über den hybriden bis zum Elektro- und Brennstoffzellenantrieb zu fördern. Herzstück der Landesinitiative ist die Landesagentur für Elektromobilität und Brennstoffzellentechnologie Baden-Württemberg, e-mobil BW GmbH.

Textiltechnik - "Retro oder industrielle Revolution?
Dr. Wolfgang Seeliger
Dr. Wolfgang Seeliger

Faserverbundtechnologien sind ein wesentlicher Teil des Leichtbaus – so wesentlich, dass große Teile der Öffentlichkeit mit Leichtbau sofort „Kohlefaser“ assoziieren. Natürlich umfasst ‚Leichtbau’ mehr als nur die Kohlenstofffasern, dennoch lässt sich daran ablesen, welche Bedeutung faserbasierten Werkstoffen bei der Gewichtsreduzierung zukommt.

Und in der Tat ist moderner Leichtbau ohne Faserverbundtechnologien kaum noch denkbar – sei es im Flugzeugbau, wo kohlenstofffaserbasierte Werkstoffe bereits den Großteil einer Konstruktion ausmachen können, oder den Fahrzeugbau, der nicht erst im Rahmen der e-Mobilität den Leichtbau entdeckte. Aber auch Branchen wie der Maschinenbau, die Medizintechnik oder die Bauindustrie entdecken die Potentiale der Fasertechnologien. Hier schlummern große Chancen für diejenigen, die in Faserherstellung und - verarbeitung kompetent sind.

Doch Leichtbau ist mehr als nur der Ersatz von herkömmlichen Werkstoffen durch neue Materialien. Vielfach können auch konventionelle Werkstoffe wie Stahl oder Aluminium weiterentwickelt werden und so – oft in Kombination mit Kunststoffen – zur Gewichtsreduzierung beitragen. Dieser sogenannte hybride Leichtbau wird ergänzt durch den konstruktiven Leichtbau, bei dem durch veränderte  Konstruktionsweisen z.B. nach Vorbildern aus der Natur erheblich Gewicht eingespart werden kann.

Wie immer der Weg zu einem „leichtgebauten“ Produkt aussieht: fast immer spielt textile Fasertechnik hier eine wesentliche Rolle bei der Herstellung der Vorprodukte. Sie liefert einen wesentlichen Beitrag zu den Eigenschaften des Werkstoffes. Der Vorteil hierbei ist, dass diese Eigenschaften gezielt eingestellt werden können und somit „maßgeschneiderte“ Werkstofflösungen möglich sind. Gleichzeitig ist dieser Vorteil aber auch der „Fluch“ faserverstärkter Lösungen: da keine standardisierten Materialkennwerte verfügbar sind, gestaltet sich rechnergestützte Konstruktion und Auslegung schwierig. Bevor der neue Werkstoff in den Markt gebracht werden kann, sind i.d.R. umfangreiche Prüfungen und Zertifizierungen erforderlich.

Kooperationen von Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Unternehmen im Bereich der Faser ergänzen Ihre Kompetenzen und nutzen Synergien für den Leichtbau, die der Textiltechnik eine große Zukunft versprechen.

Faserbasierte Werkstoffe bieten neue Perspektiven für die Kreativwirtschaft
Prof. Carl Bergengruen
Prof. Carl Bergengruen

Die baden-württembergische Kreativwirtschaft hat die Vorteile der faserbasierten Werkstoffe längst für sich entdeckt. Neben führenden Architekten und Bauingenieuren im Land – Leichtbau hat schließlich an der Universität Stuttgart eine lange Tradition – sind es vor allem die weltweit gefragten Szenografen, Ausstellungs- und Messegestalter des Landes, die mit neuen Materialien experimentieren und diese einsetzen. Durch die reifende LED-Technik können Kreative zum Beispiel bei der Lichtgestaltung von Räumen auf ein wachsendes Angebot selbstleuchtender Textilien zurückgreifen, vom Dekostoff bis zum Teppich. Dabei kommen lichtleitende Fasern zum Einsatz, textile Banner mit LED-Ausstattung werden genutzt wie riesige Bildschirme.

Wichtiger Standortvorteil für die hiesige Kreativszene ist bei allen Innovationsprozessen die Nähe zu Forschung und Entwicklung – auch im Bereich der Textilfasern. Hier gilt es, die Zusammenarbeit der einzelnen Akteure weiter voranzutreiben, um der Kreativwirtschaft im Land frühzeitig Zugang zu neuen Materialien und Technologien zu verschaffen. Der MFG Medien und Filmgesellschaft kommt dabei eine wichtige Rolle zu, denn sie wurde 2010 vom Land mit dem Aufbau des Netzwerks Kreativwirtschaft Baden-Württemberg beauftragt. Als Netzwerkmanager verknüpft die MFG rund 50 Partner und über 100 Unterstützer aller Teilbranchen der Kreativwirtschaft systematisch und baut den interdisziplinären Dialog mit den Hightech-Unternehmen und Forschungseinrichtungen weiter aus. Denn Innovationen entstehen vor allem an den Schnittstellen verschiedener Branchen und Technologien.

Faserbasierte Werkstoffe - ein Teil des effizienten Ganzen
Dr.-Ing. Hannes Spieth
Dr.-Ing. Hannes Spieth

Die Faserbasierte Werkstoffe werfen ein besonderes Schwergewicht in Bezug auf Rohstoffproduktivität und Ressourceneffizienz z. B. beim Thema Leichtbau in die Waagschale. Doch es ist nicht nur der Werkstoff selbst, der neue Funktionalitäten ermöglicht oder attraktive Effizienzpotenziale öffnet – wer nachhaltig wirtschaftet, muss die komplette Produktion und sämtliche Stoffströme im Unternehmen betrachten. Noch einen Schritt weiter gehen integrierte Öko-Design- Ansätze, Cradle-to-Cradle-Strategien und ganzheitliche Life-Cycle-Betrachtungen.

Faserbasierte Werkstoffe können als Substitut verwendeter Materialien die Öko-Bilanz eines Endprodukts oder Unternehmens verbessern. Wer den Fokus vom Werkstoff selbst löst und auf die Produktion, das Unternehmen oder den Life Cycle erweitert, gewinnt neue und zusätzliche Steuerungsmöglichkeiten, um die Produktion ökologisch und ökonomisch zu optimieren.

Ressourceneffizienz als Summe der Materialund der Energieeffizienz sowie Umwelttechnik mit all ihren Facetten der produktionsintegrierten und der End-of-Pipe-Technologie liefern die Matrix für Produktionsverbesserungen. Was so einfach klingt, stößt in der Praxis auf viele Hemmnisse: Produktionsanlagen sind noch nicht abgeschrieben, Investitionen in Umwelt- und Ressourceneffizienztechnologien amortisieren sich nicht im Handumdrehen und häufig fehlen schlichtweg die notwendige Zeit für das Thema oder die Kenntnis über Potenziale und Möglichkeiten.

Um dieses Missverhältnis aufzulösen und dauerhaft den Standort Baden-Württemberg als Produzent und als Nachfrager der besten umwelttechnisch optimierten und ressourceneffizienten Produktion zu etablieren, hat das Land Umwelttechnik BW, Technologie- und Innovationszentrum Umwelttechnik und Ressourceneffizienz Baden-Württemberg GmbH aufgebaut. Die Landesagentur versteht sich als fachliche Schnittstelle sowie als Impulsgeber und Beschleuniger von mehr Umwelttechnik und Ressourceneffizienz in industriellen Prozessen. Passende Partner aus Unternehmen, Kommunen und der Wissenschaft für angewandte Forschungs- oder Entwicklungsprojekte zusammenzubringen, gehört ebenso zum Leistungsportfolio wie die insbesondere für den Mittelstand konzipierten praxisorientierten Fachveranstaltungen.