Grundlagenuntersuchungen zur Dimensionierung, Berechnung und definierten Beeinflussung des Spannungs-Dehnungs-Verfahrens und der Reaktionskräfte hybrider Strukturen mittels aktiver Werkstoffe (FGL-Textil)
AiF-Nr. 368 ZBR
| Forschungsstelle 1: |
Fraunhofer-Gesellschaft e.V.
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik
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| Projektleiter: |
Dipl.-Ing. (FH) Christian Rotsch
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| Forschungsstelle 2: |
Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V.
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Projektleiter:
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Dipl.-Ing. (FH) Heike Oschatz
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| Laufzeit: |
01.01.2011 - 31.12.2012 |
Bei Therapiehilfsmitteln (Bandagen, Orthesen) und funktioneller körpernaher Bekleidung (Kompressions-/Sportbekleidung) sowie in der Sicherheitstechnik (lastaufnehmende Bänder) werden definierte Dehnungen und Rückstellkräfte gefordert. Bei Bandagen und Orthesen werden diese Eigenschaften genutzt, um mittels der körperteilumschließenden Textilstrukturen therapeutisch induzierte Kompressionswirkungen zu erreichen.
Die technischen Variationsmöglichkeiten des Spannungs-Dehnungs-Verhaltes im Bereich der textiltechnologischen Forschung sind jedoch nicht immer ausreichend und ein gezielt veränderbares Verhalten während der Nutzung ist aktuell nicht bekannt. Solch ein Eigenschaftsprofil würde die Anwendungen aber sicherer und den Einsatz der Kompressionsstrukturen in völlig neuartigen Technikfeldern ermöglichen.
In diesem Projekt sollen drahtförmige Linearaktoren auf Basis von Formgedächtnislegierungen (FGL) für eine definierte Beeinflussung des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens hybrider Strukturen genutzt werden. Die Kombination von Textil und FGL ist in wenigen ausgewählten Bereichen bekannt (u. a. textile Designanwendungen, Stentgrafts). Es existieren bisher jedoch keine grundlegenden Untersuchungen und Berechnungsmodelle zur gezielten Beeinflussung des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens von textilen Basisstrukturen mittels FGL, wie sie Im Rahmen des Projektes durchgeführt bzw. entwickelt werden.
Durch Experimente zur Erfassung der mechanischen Eigenschaften werden die entwickelten Hybridstrukturen analysiert sowie das Rechenmodell im Projektverlauf stetig verfeinert und optimiert. Durch die Herstellung ausgewählter Demonstratoren für die Orthopädie und Medizintechnik (adaptive Orthesen) wird die Übertragbarkeit der Berechnungsalgorithmen überprüft und dargestellt.
Die Projektergebnisse können auch für Verbundmaterialien und bei lastaufnehmenden Bändern genutzt werden.
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Das IGF-Vorhaben Nr. 368 ZBR der Forschungsgesellschaft für Messtechnik, Sensorik und Medizintechnik e.V. Dresden, Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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