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Smarte Textilien

Adapter für eine textilkompatible elektrische Verbindungstechnik

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SAB Bröckskes GmbH & Co KG
ET System electronic GmbH
MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Auch müssen die Arbeitstemperaturen gleichermaßen für die textilen leitfähigen Strukturen und ihre Trägerstruktur, die auch aus thermoplastischem Material bestehen, verträglich sein. Die spritzgießtechnische Verarbeitbarkeit der kontaktgebenden Compounds muss natürlich dabei immer noch gegeben sein.

Entwicklung der Basismaterialien

Im Rahmen der Forschungsarbeiten des Projektes ist hierfür ein optimales Material konzipiert und physisch als verarbeitbares Granulat formuliert worden. Eine Vielzahl von Parametern und Einzelmaßnahmen wurden so aufeinander abgestimmt, dass im Resultat ein funktionsfähiger USB-Steckverbinder direkt an die hochleitfähig strukturierten Textilien gespritzt werden kann.

Bildergalerie

Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgte in drei Themenschwerpunkten:

  • Die Entwicklung und Herstellung von geeigneten flexiblen und leitfähigen textilen Basismaterialien sowie die Projektleitung durch das TITV;
  • Die Entwicklung, Herstellung und Optimierung von leitfähigen Compounds durch das DKI;
  • Die Entwicklung eines angepassten Spritzgießwerkzeuges und die Herstellung von Funktionsmustern bzw. Versuchsmustern und Demonstratoren durch das KUZ.

Eine Herausforderung bestand in der Herstellung und speziellen Verarbeitung einer elektrisch leitfähigen Mehrkomponenten-Kunststoffmasse für die Kontaktstruktur (Compound) sowie die Anordnung von Fixierung und Isolierung dieser Kontaktstruktur, dem Anbringen einer formgebenden und belastungsgerechten handlichen Gehäuseform und der Zusammenführung dessen in einem Mehrstufen-Spritzgießprozess.

Das Spritzguss-Werkzeug

Anschließend erfolgte die Konzipierung und Verwirklichung des Versuchswerkzeuges und die Herstellung der Versuchs- und Funktionsmuster mittels der Mikro-Spritzgießtechnik, die kleine Einsatzmengen rationell bearbeiten kann, wie sie bei diesen Steckverbindern gefordert werden und im Besonderen die Klärung aller Fragen, die sich auf das Temperaturverhalten und die Abdichtung des textilen Einlegers beziehen, sowie die Füll- und Fließeigenschaften im Versuchswerkzeug und der zu verarbeitenden Compounds selbst.

Voraussetzung für den vollständig gespritzen Steckverbinder ist der optimierte hochleitfähige Compound aus einer entsprechenden Polymermatrix, wie er für die Kontaktstruktur benötigt wird und die strukturierten hochleitfähigen textilen Substrate in Form von speziellen Bändern mit hohem Entwicklungs-, Innovations- und Qualitäts- Niveau, mit hoher Festigkeit, guter Leitfähigkeit und Maßhaltigkeit. Die textilen Leitungen sind versehen mit einer leitfähigen 4-spurigen Busleitungsanordnung mit leitfähigen Garnen Elitex (Bild 1). Für die Maschineneinrichtung beim Spritzgießen kommen gleichwertige „Dummy“-Leitungen ohne leitfähigen Anteil zum Einsatz.

Mit dem im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelten Spritzgusswerkzeuges, dem leitfähigen Compound und den ermittelten Prozessparametern kann anhand der entstandenen Demonstratoren gezeigt werden, dass die spritzgießtechnische Kontaktierung von leitfähigen textilen Strukturen und das Anbringen einer funktionsfähigen lösbaren Steckverbindung möglich ist (Bild 2). Die Forschungsergebnisse bilden damit die Grundlage für die Entwicklung einer rationellen Fertigungstechnologie.

Artikelfiles und Artikellinks

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