5.9.2010
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Stickmaschine für die Fertigung von Faserverbundstrukturen

Verschiedene textile Verfahren wie das Weben, Wirken, Stricken oder Flechten eignen sich für die Fertigung von Faserverbundstrukturen und sind seid geraumer Zeit bekannt.

Eine grundlegend neue Technik, Verstärkungsstrukturen (Preforms) zu fertigen, ist das freie Ausrichten, Ablegen und Fixieren des Rovings durch eine Stickmaschine.

Dort wo maschinelle Standardverfahren den spezifischen Anforderungen der Kräfteverteilung in Bauteilen nicht ge-nügen, wo manuelle Verfahren keine hinreichende Reproduzierbarkeit garantieren können, da können spezielle Stickverfahren eine Lösung darstellen. Höhere Belastbarkeit, geringeres Gewicht sind neben dem lokalen Verstärken, Fügen und Verbinden von Geweben die Punkte auf die eine neue, wachsende Kunden gruppe ihr Augenmerk richtet.

Einzelne Faserstränge werden dabei durch Stiche auf einem Grundmaterial (z.B. Gewebe) befestigt. Zwischen den einzelnen Stichen wird das Trägermaterial mittels des sog. Pantografen der Stickmaschine nc-gesteuert bewegt, so dass die Rovings in beliebiger Richtung und Menge abgelegt werden können.

Größter Vorteil der Fertigung von Faserverbundstrukturen mittels einer Stickmaschine ist die Möglichkeit, ermittelte Kraftflussverläufe im Bauteil unmittelbar in belastungsgerechte Faserorientierungen umzusetzen. Die hohe Reproduzierbarkeit der Bauteileigenschaften ist ebenfalls ein großer Vorteil dieses Verfahrens. Die Reproduzierbarkeit der Rovinglayers liegt bei ± 0,3 mm.
Erreicht wird die hohe Reproduzierbarkeit der Bauteileigenschaften wird durch
  • automatische Preformfertigung,
  • hohe geometrische Maßhaltigkeit,
  • geringe Massetoleranz und
  • immer identische Rovingablage.

Eine kostengünstige Fertigung wird durch die hohe Stickgeschwindigkeit von bis zu 800 Stichen/Minute und multiple Stickeinheiten je Maschine erreicht, die identische Preforms erstellen.

Der teure Materialverlust ist im Vergleich zu Flecht- und Wirkverfahren sehr gering. Entsprechend ist auch das Entsorgungsproblem von Resten und Verschnitt minimal. Eine spezielle CAD Stickereisoftware erstellt die Maschinenstickdaten entsprechend des geforderten Rovingverlaufs. Die Software verfügt über eine Vielzahl von Stickrastern bzw. -schemata, um das Roving gemäß seinen Materialeigenschaften zu fixieren.

Branchen, die bislang wenig oder gar keine Berührungspunkte mit der Sticktechnologie hatten, haben die Möglich-keiten des speziellen Stickkopfs schon für ihre spezifischen Problemstellungen genutzt. So werden von der Automobil-industrie bereits serienmäßig Kupferdrähte gestickt, Luftfahrtingenieure haben ihre Tests mit vielversprechenden Ergebnissen bereits abgeschlossen und die Bauindustrie entwickelt derzeit Lösungen, kritische Betonkonstruktionen effektiver zu verstärken.
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