EU-Projekt BioFibreLoop entwickelt ersten funktionalen Digitalen Zwilling für die laserbasierte Funktionalisierung
Die Textilindustrie benötigt neue Ansätze, die den Einsatz schädlicher Chemikalien reduzieren und gleichzeitig hohe Leistungsanforderungen erfüllen. Mit der Fertigstellung der ersten funktionalen Version seines Digitalen Zwillings (Digital Twin) erreicht das BioFibreLoop-Projekt einen wichtigen Meilenstein für die Entwicklung sicherer und nachhaltigerer Textiltechnologien. Das neue digitale Modellierungswerkzeug unterstützt die Entwicklung und Optimierung biobasierter, ungiftiger Funktionstextilien.
Das Steinbeis Europa Zentrum spielt eine wichtige Rolle im Projekt: Es unterstützt den Koordinator, die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung im administrativen und finanziellen Projektmanagement und leitet die Aktivitäten in den Bereichen Kommunikation, Verbreitung und Verwertung. Mit seiner Erfahrung in EU-Innovationsprojekten zu Digitalisierung und nachhaltiger industrieller Transformation trägt Steinbeis dazu bei, technische Fortschritte in eine klare, Stakeholder orientierte Kommunikation zu übersetzen.
Der Digitale Zwilling ist ein virtuelles Modellierungswerkzeug, das sich in seiner ersten Version auf den Prägeprozess konzentriert. Dabei werden ausgewählte biomimetische Strukturen mithilfe einer Metallwalze, in die diese Strukturen eingraviert sind, unter Einwirkung von Wärme und Druck in die Beschichtung des Textils eingeprägt. Der Digitale Zwilling kann bereits heute unterschiedliche Prozessbedingungen, darunter Materialeigenschaften sowie Parameter wie Temperatur und Druck, simulieren und analysieren, wie sich diese auf die spätere Textiloberfläche auswirken. So kann beispielsweise bewertet werden, wie präzise ein gewünschtes Oberflächenmuster reproduziert wird, welche Kontaktzeit zwischen Walze und Textil erforderlich ist, wie viel thermische und mechanische Energie benötigt wird und wie die resultierende Oberfläche das Benetzungsverhalten beeinflusst.
Dadurch können die Projektpartner den Zusammenhang zwischen Materialeigenschaften, Prozessparametern und den Eigenschaften der funktionalisierten Textilien besser verstehen. Da experimentelle Tests oft zeit-, material- und ressourcenintensiv sind, ermöglicht der Digitale Zwilling, verschiedene Szenarien zunächst virtuell zu untersuchen und vielversprechende Prozessbedingungen zu identifizieren, bevor diese im nächsten Schritt experimentell validiert werden. Das kann Entwicklungszeiten verkürzen, aufwändige Trial-and-Error-Tests reduzieren und so die Entwicklung insgesamt nachhaltiger gestalten.
“Mit dieser ersten Version des Digitalen Zwillings haben wir ein flexibles digitales Modell geschaffen, das Prozessbedingungen mit den Eigenschaften der resultierenden Textiloberfläche verknüpft. Damit verfügt das Projekt über eine solide Grundlage, um experimentelle Daten für die Optimierung, Validierung und zukünftige Reproduzierbarkeit von Prozessen und Ergebnissen zu nutzen.“
Francisco Daniel García Romero (IDENER.AI)
Dies ist besonders relevant für das zentrale Ziel von BioFibreLoop: die Entwicklung biobasierter, recycelbarer und ungiftiger Funktionstextilien. Die Textilindustrie benötigt neue Ansätze, die den Einsatz schädlicher Chemikalien reduzieren und gleichzeitig hohe Leistungsanforderungen erfüllen. Digitale Werkzeuge wie der Digitale Zwilling von BioFibreLoop können diesen Wandel unterstützen, indem sie die Entwicklung von Prozessen effizienter, transparenter und stärker datenbasiert gestalten.
Die Entwicklung des Digitalen Zwillings wurde von IDENER.AI geleitet. Wichtige technische Beiträge kamen von den DITF, insbesondere durch experimentelle Daten aus Prägeversuchen sowie Messungen der Viskosität von Beschichtungen. Auch A NOV (ALPhANOV)und NTT (Next Technology Tecnotessile) brachten ihr Fachwissen im Rahmen technischer Diskussionen in die Entwicklung ein.
„Der Digitale Zwilling kann den Prägeprozess mit unterschiedlichen Prozessparametern simulieren. Dadurch können wir verschiedene Szenarien virtuell testen und die optimalen Produktionsparameter ermitteln, ohne aufwendige und ressourcenintensive Versuchsreihen durchführen zu müssen. Das ist ein wichtiger Schritt, um die BioFibreLoop-Prozesse effizienter und nachhaltiger zu gestalten.“
Victoria Caballero (IDENER.AI)
Das finale industrielle Virtual-Replication-Tool wird auf den Ergebnissen dieser ersten Version aufbauen. In der nächsten Projektphase soll das Modell für die Prozessoptimierung mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz weiterentwickelt werden. Zudem wird es anhand zusätzlicher experimenteller und sensorbasierter Daten validiert, um die Genauigkeit zu verbessern und die Modellvorhersagen mit dem tatsächlichen Prozessverhalten zu abzugleichen.
Langfristig wird der Digitale Zwilling zur Entwicklung eines benutzerfreundlicheren Virtual-Replication-Tools für zukünftige Anwender und Akteure in der Textilindustrie beitragen.
Mit dieser ersten funktionalen Version macht BioFibreLoop einen wichtigen Schritt hin zu einer stärker digitalisierten und nachhaltigeren Textilproduktion. Der Digitale Zwilling kann helfen, Entwicklungszeiten zu verkürzen, Kosten und Materialien einzusparen und fundiertere Entscheidungen zu ermöglichen. Damit trägt er auch dazu bei, innovative, sicherere und stärker kreislauforientierte Textiltechnologien künftig besser skalieren zu können.
Kontakt:
Dr. Clara Duffner, Steinbeis Europa Zentrum, E-Mail: clara.duffner@steinbeis-europa.de
Thomas Fischer, Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), E- Mail: thomas.fischer@ditf.de
Projektfakten
Das Projekt „BioFibreLoop“ (GA-Nummer: 101130603) hat eine Laufzeit von 42 Monaten (Beginn: 1. Juni 2024), umfasst 13 Partner und verfügt über ein Gesamtbudget von 7 Millionen Euro (davon werden 6,5 Millionen Euro von der EU finanziert).
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Projektkoordinator Thomas Fischer Fischer, DITF, E-Mail: thomas.fischer@ditf.de
Weitere Informationen:
https://biofibreloop.eu/- Website
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