Der Stoff für Leichtbau und Sicherheitskleidung

Qualitätssicherung gefordert: Mit Hilfe der Inkjet-Digitaldrucklösungen von Atlantic Zeiser kennzeichnet und individualisiert die Trans-Textil GmbH ihre Funktionsstoffe auf lückenlose Rückverfolgbarkeit

Leichtbau ist mittlerweile ein Zauberwort in vielen Industrien. Es spart Gewicht und gewährleistet den energieeffizienten Betrieb. Eine zentrale Komponente in der Fertigung von Leichtbauteilen für die Flugzeugindustrie sind Funktionsstoffe, wie sie die Freilassinger Trans-Textil GmbH entwickelt und produziert. Diese Stoffe kommen in anderer Form auch bei der Persönlichen Schutzausrüstung vonFeuerwehreinsatzkräften und Polizisten oder als OP-Mäntel in Kliniken zum Einsatz – überall da, wo höchste Anforderungen an das Material gestellt werden. Ob Leichtbauteil für die Flugzeugindustrie oder Operationsbekleidung für Chirurgen, mit der Inkjet-Digitaldrucklösung von Atlantic Zeiser werden die Stoffe mit variablen Daten gekennzeichnet, serialisiert und auf Wunsch mit Firmenlogo versehen. Das erfüllt die hohen Ansprüche an ein durchgängiges Qualitätsmanagement und ermöglicht eine lückenlose Rückverfolgbarkeit jeder einzelnen Stoffbahn.

Doch wie helfen Funktionstextilien bei der Fertigung von Bauteilen, die Druck- und Zugkräfte von Tonnenlasten mühelos aufnehmen und thermischen Belastungen von minus 50 Grad Celsius bis plus 100 Grad Celsius Stand halten? Wo kommen diese Materialien zum Einsatz und wo ist die Verbindung zum hochqualitativen industriellen Inkjet-Digitaldruck? Weshalb ist die Rückverfolgbarkeit von Bauteilen und Materialen dieser Komponenten so wichtig? Schließlich stellt sich die Frage, ist diese Art der Bauteilekonstruktion eine temporäre Erscheinung oder ein echter Megatrend für die Zukunft?

Vakuum macht’s möglich

Wenn man die Produktion eines Leichtbauteiles sieht, stellt sich automatisch die Frage: Wie kann das halten? Es ist kaum zu glauben, dass miteinander verbundene Fasern und Stoffmatten aus Glas- oder Kohlefasern schließlich zu einem großflächigen Bauteil werden, das etwa als Ladeklappe für ein Transportflugzeug der neusten Generation dient. Oder dass in einer rund 60 Meter langen Form ein Bauteil entsteht, das später als Rotor einer Windkraftanlage auf dem offenen Meer nicht nur Strom erzeugt, sondern auch Wind und Wetter trotzt. Das Verfahren heißt VAP® – Vacuum Assisted Process und ist von der EADS Deutschland GmbH (European Aeronautic Defence and Space Company) patentiert.

VAP®-Lizenznehmer dürfen das Verfahren zur Produktion von Leichtbauteilen anwenden. Der Aufbau eines in der VAP®-Technologie gefertigten Bauteils besteht aus, Glas- oder Kohlefasern, die als trockene Matten in eine Bauteilform eingelegt und mit dem VAP®-Membransystem von Trans-Textil bedeckt werden. Der gesamte Aufbau wird mit einer Kunststofffolie abgedichtet, die das Ganze zum geschlossenen und somit umweltfreundlichen System macht. Anschließend wird Kunstharz infiltriert, der sich mit Hilfe von Unterdruck gleichmäßig zwischen den Schichten verteilt. Das Vakuum zieht praktisch das Kunstharz in die Form.

Je nach geforderten Produkteigenschaften wie Festigkeit und thermischer Beständigkeit werden unterschiedliche Kunstharze und weitere Zusatzstoffe wie Härter infiltriert, die dann in der abgeschlossenen Form chemisch reagieren sowie die Komponenten fest zusammenfügen und ‚verbacken‘. Das VAP®-Membransystem von Trans-Textil sorgt in diesem Prozess dafür, dass Luft- oder Gaseinschlüsse kontinuierlich abgesaugt werden und die Festigkeit und gewünschten physikalischen sowie statischen Eigenschaften des Bauteils nicht beeinträchtigen. Während der Kunstharzreaktion entweichen die entstehenden Gase durch das semipermeable Funktionstextil, das Harz hingegen bleibt stabil in der Bauteilform. Dies gewährleistet eine hohe Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit in der Fertigung homogener Verbundwerkstoffe ohne störende Einschlüsse für ein höchst belastbares Leichtbauteil.

Gemeinsam mit Kunden Innovationen entwickeln

Trans-Textil entwickelt, produziert und vertreibt als EADS-lizenzierter Hersteller die entscheidende Verfahrenskomponente für den VAP®-Prozess, welche oft individuell an Kundenanforderungen angepasst wird. Dirk Schmidt, Geschäftsführer und Mitbegründer von Trans-Textil: „Für unser Unternehmen sind innovative Entwicklungen notwendig. Wir haben uns in den vergangenen 33 Jahren stets auf richtungsweisende Innovationen im Bereich der Funktionstextilien konzentriert und mit durchdachten Produkten für die Persönliche Schutzausrüstung sowie technischen Textilien für den industriellen Leichtbau erfolgreich Nischensegmente besetzt. Die Weiterentwicklung kommt aus unserem Eigenantrieb und wird für, aber vor allem mit unseren Kunden angegangen und durchgeführt. Das ist eine entscheidende Komponente unseres heutigen Erfolgs.“

Leichtbauweise ist Zukunft

Die Leichtbauweise hat eine lange Tradition. So wurde bereits in den 1930er Jahren damit begonnen, im Trockenverfahren Leichtbauteile zu produzieren. Heute ist das VAP®-Harzinfusionsverfahren eine angewandte Zukunftstechnologie mit besten Resultaten. Damit auf dem Zukunftsmarkt Leichtbau auch weiterhin kontinuierlich Fortschritte erzielt werden, haben sich mittlerweile 120 Unternehmen dieser speziellen Branche im Technologienetzwerk Carbon Composites e.V. mit Sitz in Augsburg zusammengeschlossen, im dem sich auch Trans-Textil als mittelständischer Partner aktiv engagiert und Neuentwicklungen vorantreibt.

Mitarbeiter der Trans-Textil GmbH sind zudem in einigen wichtigen Normenausschüssen aktiv, wo sie ihre fachliche Kompetenz und das aktuelle Technologieverständnis einbringen. Diese Teilhabe ist deshalb wichtig, weil damit die Verbindung zwischen Praxis und behördlichen Zertifizierungsvorgaben gestärkt wird und so Innovationen zeitnah den Eingang in aktualisierte Industrienormen finden. Das garantiert vor allem dem Endkunden ein Produkt nach stets aktuellen Vorgaben, das den umfangreichen Zertifizierungsvorgaben entspricht.

Produktrückverfolgbarkeit ist Pflicht

Die Anforderungen an ein Inkjetsystem kamen ursprünglich aus der Luftfahrtindustrie. Als Lieferant von Materialien für Leichtbauteile musste Trans-Textil die von der Luftfahrtindustrie geforderten Qualitätsvorschriften erfüllen. Dazu zählt auch die Kennzeichnung der genutzten Membransysteme für den VAP®-Produktionsprozess von Leichtbauteilen für einzelne Flugzeugtypen. Dabei fordert das Qualitätsmanagement der Kunden eine individuelle Kennzeichnung der verwendeten Materialien, um feststellen zu können, von wem es unter welcher Artikel-Nummer produziert wurde. Außerdem soll man nachverfolgen können, welcher Produktionscharge das Material über die entsprechend individuelle Batch/Lot-Nummer zugeordnet ist.

Die Luftfahrtindustrie besteht verbindlich auf eine durchgängige Rückverfolgbarkeit aller eingesetzten Materialien und Produkte. Wer diese Anforderungen des Qualitätsmanagements nicht erfüllt, kommt als Lieferant und Geschäftspartner nicht in Frage. Ähnlich wie in der Pharmaindustrie wird in dieser Branche großer Wert auf die nachhaltige und individuelle Kennzeichnung zu Track & Trace-Zwecken gelegt.

DoD Inkjetdrucklösung von Atlantic Zeiser

Nach eingehender Prüfung unterschiedlicher Druckverfahren hat sich Trans-Textil für eine digitale DoD Inkjetlösung mit UV-Tinten und UV-Trocknersystem von Atlantic Zeiser entschieden. Dirk Schmidt, Geschäftsführer: „Die Lösung von Atlantic Zeiser zeigte für uns deutliche Vorteile gegenüber den anderen Druckverfahren, welche wir in der Entscheidungsphase geprüft haben. Vor allem die Kombination aus hochqualitativem, variablem Datendruck auf unsere speziellen Textiloberflächen gepaart mit den zahlreichen Anforderungen zur Produktrückverfolgbarkeit konnte eigentlich nur der OMEGA kostengünstig erfüllen.“ Seit einem Jahr setzt Trans-Textil mit dem OMEGA von Atlantic Zeiser eine führende Inkjet-Digitaldruckvariante mit UV-Tinten für die Kennzeichnung seiner Produkte ein. Die hochwertige, variable Bedruckung, Serialisierung, Individualisierung sowie zusätzliche Markenkennzeichnung, die gleichzeitig die hohen Qualitätsstandards der Luftfahrtindustrie erfüllen, waren nur mit diesem System zu realisieren.

Dirk Schmidt ergänzt: „Begeistert hat mich, dass wir nicht nur die aufzubringenden Daten variabel gestalten und ohne Umrüstzeiten am Drucker auswählen können, sondern dass wir zudem die Farbstoffmenge selbst einstellen können. Damit machen wir unseren Tintenverbrauch steuer- und kalkulierbar. Wir können das Verhältnis zwischen benötigter Tinte zu geforderter Qualität optimieren. Der reduzierte Tintenverbrauch spart Kosten bei gleichbleibend hoher Qualität.“

Im Nachhinein hat sich sogar noch ein ungeahnter Mehrwert für das Handling der produzierten Stoffbahnen ergeben. „Unsere VAP®-Membransysteme haben eine halbdurchlässige Funktionsseite und eine Textilseite. Beide Seiten sind optisch kaum voneinander zu unterscheiden. Da wir natürlich auf die Textilseite drucken, bietet die Kennzeichnung mit dem OMEGA noch einen praktischen Mehrwert. In der Weiterverarbeitung ist für die Mitarbeiter sofort ersichtlich, wo sich die Funktionsseite befindet und wie das Produkt innerhalb des VAP®-Verfahrens einzusetzen ist – eine Fehlnutzung ist damit ausgeschlossen“, so Dirk Schmidt.

Marken-Effekt inklusive

Schließlich ist neben der Rückverfolgbarkeit über die aufgedruckten Daten und die Produktidentifikation über die Zuordnung jeder einzelnen Stoffbahn zur Fertigungscharge das individuelle Bedrucken mit Grafiken und Logos möglich. Dieser ergänzende Branding-Effekt kommt bei den Kunden von Trans-Textil sehr gut an und bringt bei der Markenpflege und dem Markenwert den Kunden einen zusätzlichen Nutzen. Da sich über die Layout-Software und den Controller des OMEGA-Druckers für jeden Einzeldruck individuelle Layouts einstellen lassen, sind  Kundenlogos und Grafiken problemlos ohne zusätzlichen Aufwand kurzfristig und selbst in kleinen Mustermengen in das Druckbild einzubinden.

Nische anspruchsvolle Schutzkleidung

Trans-Textil entwickelt neben Materialien für Leichtbauteile vor allem medizinische Spezialtextilien für Chirurgische Abteilungen und PSA-Schutzkleidung (Persönliche Schutzausrüstung) für Feuerwehr, Polizei, Sondereinsatzkommandos und Europäische Behörden. Für diese Produkte wird der OMEGA-Drucker ebenfalls zur Kennzeichnung mit einer individuellen Batch/Lot-Nummer sowie einem visuellen Branding-Effekt durch Aufdruck des entsprechenden Firmenlogos eingesetzt. Die Funktionstextilien für OP-Mäntel und Abdecktücher werden aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen mehrfach genutzt. Um wirklich sauber und steril zu sein, ist der benötigte Waschgang mit der üblichen Haushaltswäsche nicht zu vergleichen. Deshalb ist es wichtig, dass die aufgedruckten Informationen industrielle Waschprozesse unbeschadet überstehen. Beim ausgehärteten UV-Inkjet Druck mit dem OMEGA von Atlantic Zeiser ist das der Fall.

Die Funktionstextilien müssen auch hier den strengen Vorgaben und Anforderungen folgen. Beispielsweise dürfen für die Feuerwehrschutzkleidung nur streng festgelegte Materialien eingesetzt werden, um die Überhitzung während eines Löscheinsatzes zu vermeiden. Der Stoff muss dicht gegenüber Hitze und Löschmittel von außen sein, gleichzeitig aber auch wasserdampfdurchlässig von innen nach außen, damit der Feuerwehrmann nicht überhitzt und die heiße Luft nach außen dringen kann. Dies leistet die Membranfunktion der Trans-Textil Produkte.

Dirk Schmidt fasst zusammen: „Neben der Technologiekompetenz hat mich vor allem der hervorragende Support von Atlantic Zeiser beeindruckt. Wir hatten wenig Erfahrung und haben praktisch während der Installation lernen können, was alles zusätzlich mit dem OMEGA möglich ist. Wir wollten den hohen Grad der Variabilität beim Qualitätsdruck und die Zusatznutzen einer normengerechten Kennzeichnung für unsere Kunden nutzen. Das ist mit dem OMEGA als höchst effiziente und kostengünstige Drucklösung auch bei kleinen Mengen gelungen, inklusive eines individuellen Produkt-Brandings.“

Trans-Textil im Überblick:

Die Trans-Textil GmbH zählt zu den europäischen Technologieführern im Bereich der Entwicklung und Herstellung von Multifunktionstextilien. Um aus gewöhnlichen Textilien diese Hightech-Produkte zu fertigen, werden sie zusammen mit Klimamembranen in speziellen Klebeverfahren zu mehrlagigen Verbünden zusammengefügt, auf der Oberfläche veredelt oder mit zusätzlichen dreidimensionalen Strukturen ausgestattet.

Die Produkte verlassen den Betrieb als Flächenware mit einer Standardbreite von 1,5m, werden auf Rollen ausgeliefert und beim Kunden in die gewünschte Form gebracht und zugeschnitten.

1978 in Freilassing gegründet beschäftigt das Unternehmen heute 50 bis 60 Mitarbeitende und erzielt einen Umsatz von 15 Mio. Euro. Flexible Kapazitäten sind auch für schnelle Reaktionen auf kurzfristige Anfragen und Bestellungen vorhanden. Die Fertigung kann vom Einschichtbetrieb schnell auf Zwei- oder Dreischichtbetrieb ausgeweitet werden.

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