Geschickt gestrickt

Artikel vom 28. April 2017 

Geschickt gestrickt: Fertigungstechnik 3D-Stricken

Wer denkt, Stricken sei altbacken, der ist schief gewickelt. Immer mehr Produkte werden durch 3D-Stricken aus verschiedensten Materialien hergestellt – und das in ganz unterschiedlichen Branchen. Flexibilität und Stabilität bei einem effektiven und ökologischen Herstellungsprozess sind nur einige Vorteile der innovativen Technik.

Bürostuhl, Schutzhandschuh, Bandage und Sportschuh haben eines gemeinsam: Sie werden mit einer innovativen Technik hergestellt, dem 3D-Stricken. Welches Garn verwendet wird, unterscheidet sich je nach Einsatzgebiet. Sowohl mit Metalldrähten oder Glasfasern als auch mit textilen Fasern kann gestrickt werden. Zukünftig sollen technische Gestricke auch vermehrt als Werkstoffe für Flugzeuge und Autos oder beim Bau von Brücken verwendet werden.

Der große Vorteil der Fertigungstechnik ist, dass innerhalb eines Teils sowohl starre als auch flexible Bereiche eingearbeitet werden können. So kann sich beispielsweise ein Schuh besser an die Bewegung des Fußes anpassen, als herkömmliches Schuhwerk. Gleichzeitig verleihen die festen Zonen in der Strickstruktur dem Fuß an den Stellen Stabilität, wo es notwendig ist. Durch Verstricken eines leichten Garngemischs verfügt der Schuh zudem über ein geringes Gewicht.

Masche für Masche eine effiziente und umweltfreundliche Herstellung

Auch unter ökologischen Gesichtspunkten bewährt sich die Technologie: Es entstehen wenige Abfallprodukte, und bei einigen Stricktechniken werden weitere Schritte im Herstellungsprozess überflüssig, zum Beispiel das Zusammennähen. Da die Fasern des textilen Schafts schon miteinander verwoben sind, benötigt der gestrickte Barfußschuh beispielsweise keine Nähte.

Traditionelles Handwerk geht mit der Zeit, damit es den Anforderungen des modernen Markts gerecht wird
Traditionelles Handwerk geht mit der Zeit, damit es den Anforderungen des modernen Markts gerecht wird

Tierische Muskeln unter die Lupe genommen

Auch im BionicMotionRobot von Festo sorgt ein 3D-gestricktes Textilgewebe für die richtige Struktur. Bei der Entwicklung des bionischen Roboterarms haben sich die Ingenieure die Muskelfasern des Oktopus-Tentakels genauer angesehen. Im Tentakel verlaufen die Muskelstränge in mehreren Schichten und in verschiedenen Ausrichtungen. Durch das Zusammenspiel aus strahlenförmig, diagonal und längs orientierten Fasern kann der Oktopus seine Fangarme gezielt steuern. Im Inneren des pneumatischen Roboterarms steckt ein 3D-Textilgewebe, welches sich an diesem natürlichen Vorbild orientiert.

Die Muskelfasern im Oktopus-Tentakel verlaufen in verschiedene Richtungen
Die Muskelfasern im Oktopus-Tentakel verlaufen in verschiedene Richtungen

3D-Stricktechnik im BionicMotionRobot von Festo

Das Gestrick umschließt kleine, elastische Luftkammern entlang des Roboterarms. Die Kammern werden durch Druckluft angesteuert und können sich wie eine Ziehharmonika zusammenfalten oder ausdehnen und dadurch den Arm bewegen. Dabei kommt die textile Hülle der Luftkammern ins Spiel: In Anlehnung an die Muskelfasern des Oktopus verlaufen die elastischen und die festen Fäden in einem speziellen Muster um die Kammern. Die Textilstruktur bestimmt dadurch, an welchen Stellen der Roboterarm sich ausdehnt und damit Kraft entfaltet, und an welchen die Ausdehnung verhindert wird. Somit kann sich der BionicMotionRobot sowohl kraftvoll und schnell als auch weich und präzise bewegen.

Ein 3D-Textilgestrick umschließt die Luftkammern
Ein 3D-Textilgestrick umschließt die Luftkammern

Durch die natürlichen Bewegungsformen kann der BionicMotionRobot für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden und gefahrenlos mit dem Menschen Hand in Hand arbeiten. Mehr über die Funktionsweise und Einsatzpotenziale des pneumatischen Roboterarms erfahren Sie im Video: