Ziel der Entwicklung
Aktuelle Trends wie die Individualisierung sowie Multifunktionalität von Produkten und deren Nachhaltigkeit sind wichtige Leitthemen für produzierende Branchen. So ist auch die Textilindustrie ist bestrebt, Produkte und Prozesse anzubieten, die diesen Trends gerecht werden. Mithilfe des Siebdrucks können sowohl farbige Motive als auch Funktionsstrukturen auf Textilien aufgebracht werden. Der Siebdruck ist hierfür ein etabliertes Verfahren, welches seine Vorteile jedoch erst bei größeren Losgrößen entfaltet. Erst dann werden die Herstellung und Lagerung von Schablonen für die jeweiligen Druckmuster rentabel. Für die individuelle Farbgebung ist bereits jetzt der Digitaldruck eine Alternative zum Siebdruck. Die Herstellung zusätzlicher Funktionsstrukturen, wie rutschhemmende oder abriebfeste Strukturen auf Sportbekleidung, verläuft derzeit analog mithilfe des Siebdrucks. Der 3D-Druck bietet die Möglichkeit, solche Strukturen ohne die kostenintensive Herstellung und die anschließende Lagerung von Schablonen zu erzeugen. Allerdings gibt es bisher keinen erfolgreichen Transfer dieser Technologie in die Industrie. Gründe dafür sind die geringe Fertigungsgeschwindigkeit sowie das fehlende Know-how beziehungsweise die Notwendigkeit, auf andere Materialien und Systeme umzustellen.
Vorteile und Lösungen
Es wurden Gestricke aus Polyamid und Elasthan in Siebdruck- sowie 3D-Druckversuchen mit verschiedenen Pastenrezepturen bedruckt und untersucht. Dabei ist es gelungen, beide Druckprozesse bezüglich Materialien und Prozessablauf zu harmonisieren. Das bedeutet, dass die digitale Datenbasis sowohl für die Siebherstellung als auch für den 3D-Druckprozess nutzbar ist. Als Daten für die Sieb-3D-Verfahrenskombination werden dabei vektorbasierte Grafiken im pdf- und dxf-Format erzeugt. Dieses Vorgehen sichert die Herstellung von Siebdruckschablonen sowie die weitere Bearbeitung der Daten für den 3D-Druckprozess in der 3D-CAD-Software (Computer Aided Design). Es konnte gezeigt werden, dass Siebdruckmaterialien durch die Verwendung eines Dispensersystems auch im 3D-Druckprozess nutzbar sind. In der Sieb-3D-Verfahrenskombination wurden 3D-Druckstrukturen zwischen und auf vorhandene Siebdruckgeometrien appliziert, ohne den vorherigen Druck zu beschädigen. Die Positionierung der Substrate für den 3D-Druck erfolgt über Positionsmarkierungen, sodass die im Siebdruck erzeugten Geometrien mit dem 3D-Drucker getroffen und überdruckt werden können. Die Druckmaterialien verbinden sich sowohl mit dem Substrat als auch mit der vorangegangenen Druckschicht, sodass eine Trennung der Druckschichten untereinander beziehungsweise vom Substrat nicht möglich ist. Anhand von Funktionsmustern konnten verschiedene Geometrien individualisiert werden. Es wurde gezeigt, dass aus einer Siebdruckschablone mehrere, zum Teil sehr unterschiedliche Muster generiert werden können. Als mögliche Anwendungsbeispiele dienten dabei verstärkende- beziehungsweise rutschhemmende Strukturen für den Kniebereich von Hosen, die Sohlen von Strumpfwaren und die Handinnenflächen von Handschuhen. Diese Produkte finden Einsatz im Bereich von Sporttextilien. Die entwickelte Sieb-3D-Verfahrenskombination bietet Unternehmen die Möglichkeit, sowohl kundenindividuelle Produkte in kleinen Losgrößen, als auch Standardprodukte mit hoher Prozessgeschwindigkeit herzustellen. Nicht wechselnde Strukturen werden im Siebdruck gedruckt. Anschließend werden zusätzliche individuelle Strukturen im 3D-Druck ergänzt.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Herstellung von Sportbekleidung ist einer der Zielmärkte für die Ergebnisse aus diesem Forschungsvorhaben. Daneben werden die Bereiche der Textilveredlung, der Outdoor-, Arbeits- und Berufsbekleidung sowie der technischen Textilien als weitere Zielmärkte angesehen. Mithilfe der Ergebnisse können sowohl kundenindividuelle Produkte in kleinen Losgrößen als auch Standardprodukte mit hoher Prozessgeschwindigkeit gefertigt werden. Durch die Verwendbarkeit gleicher Materialien ist darüber hinaus eine Nutzung des 3D-Druckprozesses als Prototyping für den Siebdruck möglich. Für den Transfer der Ergebnisse des Forschungs- und Entwicklungsprojekts werden Veröffentlichungen in Form von Vorträgen, Publikationen und Messepräsentationen vorgenommen. Darüber hinaus steht die notwendige Anlagentechnik interessierten Unternehmen für Kundenversuche und Auftragsforschungen am Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. zur Verfügung.
