Im Kooperationsvorhaben zwischen dem STFI und Modellbau Clauß GmbH & Co. KG (MBC), Neukirchen/Erzgebirge, steht die Maschinen- und Verfahrensentwicklung zum 3D-Druck auf vorgedehnten Textilien mit anschließenden Formänderungseffekten im Fokus. MBC hatte hierbei die Entwicklung eines größenverstellbaren Mehrachsenspannrahmens zum definierten Spannen dehnbarer Textilien als Zielstellung. In Zusammenarbeit mit dem STFI wurden verschiedene Spannelemente zum Fixieren der textilen Substrate erprobt. Im Mittelpunkt standen hierbei zunächst dehnbare Gestricke aus Polyester und Polyamid.

Anhand durchgeführter Zugprüfungen wurde ein geeignetes Spannsystem ausgewählt. Nach erfolgreicher Fertigung und Montage wurde das Mehrachsenspannsystem am STFI für umfangreiche Versuche aufgebaut. Mit Hilfe des entwickelten Systems können Textilien mit präzise einstellbaren Kräften in Längs- und Querrichtung gespannt werden. Anschließend können die gespannten Textilien in zwei verschiedenen Rahmengrößen, entweder 50x50 cm oder 32,8x24,8 cm, definiert vorgespannt entnommen und anschließend mittels 3D-Druck funktionalisiert werden.

Darauf aufbauend lag die Zielstellung des STFI in der Technologieentwicklung zum partiellen versteifenden 3D-Druck auf vorgespannten Textilien mit anschließenden Formänderungseffekten. Hierzu wurden zunächst verschiedene thermoplastische Druckmaterialien hinsichtlich Steifigkeit und Härte sowie auf ihre Haftfestigkeit zu den textilen Substraten untersucht.

Im Rahmen umfangreicher Versuchsreihen mit definierten Dehnungszuständen der textilen Substrate in Längs- und Querrichtung wurden die Druckparameter entsprechend angepasst. Um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten und die Formänderungseffekte vorhersagen zu können, wurden die Möglichkeiten zum definierten Dehnen der Textilien eruiert. Daraus folgend wurden verschiedene Demonstrationsmuster ausgearbeitet, um aufzuzeigen, welche Produkte mit dieser Technologie hergestellt werden können. Hierbei handelte es sich beispielsweise um verschiedene Lampendesigns und Akustikpaneele. Mit Hilfe der Maschinen- und Verfahrensentwicklung zum 3D-Druck auf vorgedehnten Textilien konnte die individuelle ressourceneffiziente Herstellung dieser Demonstrationsmuster aufgezeigt werden.

In einem nächsten Schritt soll die Technologie weiter optimiert werden. Im Mittelpunkt steht hierbei die Erprobung anderer textiler Materialien, um potentielle Anwendungsfelder zu erweitern.