Schutzärmel aus schnittfesten Materialien werden als Schutzausrüstung beispielsweise in der Glas- und Metallbearbeitung eingesetzt, um Schnittverletzungen zu vermeiden. Für den Tragekomfort und die Ergonomie werden Materialkombinationen in aufwendigen Nähprozessen verarbeitet: Aramidgarn an der Außenseite dient dem Schnittschutz, native Faserstoffe auf der Innenseite sind für Tragekomfort und Ergonomie verantwortlich. Die Flexitex GmbH, das Steinbeis-Forschungszentrum Automation in Leichtbauprozessen (ALP) sowie die Professur Strukturleichtbau an der Technischen Universität Chemnitz haben in einem Forschungs- und Entwicklungsprojekt ein Verfahren zur Herstellung von plattiertem Rundgestrick aus hochfesten Schnittschutzgarnen und Naturfasergarnen mit hohem Tragekomfort als Endlosware entwickelt. Basierend auf den Ergebnissen des Forschungsprojektes hat die Sotex Sondermaschinen GmbH eine vollautomatisierte Konfektionierungsanlage entwickelt.
Zentrale Elemente dieser Pilotanlage sind die Schnitttechnologie zur Verarbeitung schnittfester Gestricke, die Doublierung mit Luftstrom und die Nähtechnologie zur Besäumung der stricktechnisch bedingt offenen Halbzeugenden. Die Verkettung der einzelnen Module erledigt ein innovatives Warenträgersystem mit pneumatisch betriebenen Übergabestationen. Das Projekt untersuchte schnitthemmende Ärmel und Unterarmschützer in verschiedenen Größen und unterschiedlichen Fasermaterialien mit ultrahohem Molekulargewicht. Im Prozess der Maschenbildung wird zudem natives Fasermaterial verarbeitet, um ohne zusätzliche Nähprozesse den Tragekomfort auf der Innenseite und den Schnittschutz auf der Außenseite der Rundgestricke zu gewährleisten. Um der Vielzahl an Anforderungen gerecht zu werden, werden bei der automatisierten Weiterverarbeitung sowohl einlagige als auch doublierte Schnittschutzausrüstungen hergestellt.
Zur Untersuchung und Optimierung des Eigenschaftsprofils der Schnittschutzärmel haben die Projektpartner plattierte Ware aus Aramid- und nativen Faserstoffen erzeugt und sowohl die Komfort- als auch Schutzeigenschaften analysiert. Als Alternative zu Aramid wurde ein Garn aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) verarbeitet, das über sehr hohe Festigkeitswerte verfügt. Die Verarbeitung schnittfester plattierter Rundgestricke erfordert eine Analyse und Modifikation der Systeme der Fadenzuführung. Eine wesentliche Herausforderung stellt dabei die Gewährleistung konstanter Fadenspannungen dar. Dabei müssen die stark abweichenden Festigkeiten, Steifigkeiten und Reibeigenschaften der zu plattierenden Materialien berücksichtigt werden. Das im Projekt entwickelte optimierte Plattierverfahren ermöglicht nun die Herstellung von Gestrickhalbzeugen aus innovativen Materialkombinationen und eröffnet der Rundstricktechnik neue Anwendungsfelder.
Für einen hohen Tragekomfort der Schnittschutzärmel ist das Kraft- Dehnungs-Verhalten des Gestricks wichtig. Eine hohe Strukturdehnung ermöglicht eine elastische Verformung des Schnittschutzärmels am Arm des Benutzers. Das erfordert eine geringe Steifigkeit in Querrichtung des Gestricks. Für eine hohe Beweglichkeit des Handgelenks bei den Varianten mit Daumenloch ist zusätzlich auch eine ausreichende Strukturdehnung in Längsrichtung erforderlich. Die im Projekt entwickelte Pilotanlage ermöglicht die Herstellung zahlreicher Varianten der Schnittschutzärmel ohne Umrüstung, eine produktspezifische Kombination einzelner Bearbeitungsstufen sowie eine spätere Erweiterung der Anlagefunktionen. Die Herstellung der Schnittschutzärmel aus den entwickelten Halbzeugen erfolgt in einem flexiblen, vollautomatisierten Prozess. Die Konfektionieranlage wurde zur Reduzierung von Stillstandszeiten mit einem Magazinmodul ausgerüstet, das eine schnelle Bestückung ermöglicht, bis zu zehn Spulen verarbeiten kann und den Spulenwechsel vollautomatisch durchführt.
Mirko Spieler, Dr.-Ing. Wolfgang Nendel
Steinbeis-Forschungszentrum Automation in Leichtbauprozessen (ALP) (Chemnitz)
mirko.spieler@stw.de