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Aachen: Aachener Innovationen: „Textil” für Auto und Flugzeug statt für Topflappen

Aachen : Aachener Innovationen: „Textil” für Auto und Flugzeug statt für Topflappen

„Manche Leute glauben immer noch, wir würden Topflappen häkeln”, meinte Professor Dr. Thomas Gries bei seiner Amtseinführung als Leiter des Instituts für Textiltechnik der RWTH.

Dass die Arbeit der dortigen Wissenschaftler aber schon Eingang in Windräder, Autos, Flugzeuge und sogar den menschlichen Körper gefunden hat, das verschließt sich dem Laien auf den ersten Blick.

Und so ist Aachen auch ohne seine einstmals hunderte Tuchfabriken ein wichtiger Textil-Standort geblieben, dank der Textiltechnik und verwandter wissenschaftlicher Bereiche sogar ein weltweit anerkanntes Zentrum der Innovation auf diesem Feld.

Mit Gries sprach AZ-Redakteur Hanns Bittmann.

Wie kommt es zu dem falschen Image, dass die Textiltechnik noch heute bei vielen „Normalbürgern” hat?

Gries: Textil ist ein Produkt, mit dem jeder persönliche Erfahrungen hat: Man trägt es. Da ist es nur allzu menschlich, dass man zunächst an Bekleidung denkt, die man ja jeden Tag körpernah erfährt. Und das ist auch nicht verkehrt, denn wir befassen uns zu zirka 40 Prozent noch immer mit der Bekleidungs- und Zuliefer-Industrie. Der größere „Rest” wird meist vergessen, und daran müssen wir arbeiten.

Während in der Tuchindustrie stetig Personal abgebaut wird, erschließen Sie also neue Märkte.

Gries: Wir zielen auf neue Märkte und Produkte. Überall da, wo Glas- oder Carbonfaser draufsteht, ist letztlich Textil drin. Das können Sportartikel ebenso sein wie Komponenten der Luft- und Raumfahrtindustrie. Und über die Sportwagen kommen wir in einigen Jahren wahrscheinlich auch in die Serien-Automobilproduktion hinein. Das ist ein höchst innovativer Bereich, mit dem wir uns sehr intensiv beschäftigen.

Andere Bereiche sind der textilbewehrte Beton, wo wir mit Glasfasern Beton verstärken, aber auch medizinische Implantate, wo wir Körpergewebe durch textile Strukturen ersetzen - Geflechte für Bänder oder auch Adern, die wir mit Wirkmaschinen herstellen.

Wer also einmal mit Nadel und Faden klassischer Herkunft umgegangen ist, kann mit seiner Technik auch in andere Bereiche vorstoßen?

Gries: Ja. Wenn wir eine neue Anwendung erschließen, dann schauen wir uns oftmals ganz alte Patente und Lösungen an, analysieren sie und passen sie an die neuen Bedürfnisse an. Häufig nehmen wir dabei tatsächlich Anregungen aus den klassischen Bereichen der Textilindustrie. Die Maschinen sehen am Ende ganz anders aus, das ist klar; aber die Grundfunktionen basieren oft auf alten Ideen.

Oder wir entwickeln mit Kreativitätsmethoden ganz neue Ideen. So entstehen oft neue Patente, die wir allerdings nicht selbst verwerten, sondern möglichst schnell in die industrielle Nutzung überführen.

Ohne eine starke Kooperation innerhalb der RWTH wird das bei Ihrem Spektrum von Beton über Leichtbau bis hin zur Medizin kaum möglich sein.

Gries: Dies war auch eines der wesentlichen Argumente für mich, hierhin zurückzukehren. Das Institut hat besonders durch meinen Vorgänger, Professor Burkhard Wulfhorst, seinen hervorragenden Ruf ausgebaut, und es bestehen in Aachen exzellente Netzwerke. Wir brauchen nur eine paar Schritte im Gebäude oder über die Wiese zu gehen, schon haben wir die nächsten Institute von Weltruf - und das ist hier in vielen Bereichen so.

Es gibt traditionelle Netzwerke wie das Aachener Textilzentrum, wo die Institute mit der Industrie zusammenarbeiten, und das setzt sich fort in den innovativen Bereichen mit Instituten, die der Endanwendung nahe stehen: Mediziner, Bauforscher, Kfz-Bauer und viele mehr. Hauptaufgabe ist es heute, nicht Probleme allein zu lösen, sondern die notwendigen Leute an einen Tisch zu holen.

Also nehmen wir zunächst Ihren Weg über die Wiese zur Kunststoffverarbeitung, zum Flugzeug- oder Automobilbau. Besonders spektakulär war jüngst ein Autohimmel, der nach Heu duftete...

Gries: Dieser Duft hat sogar zunächst die Einführung gestört. Er entsteht durch die verwendeten Flachsfasern und kann leicht vermieden werden. Die technische Innovation an dieser Lösung aber ist, dass man einen Dachhimmel mit 50 Prozent Gewichtsersparnis herstellen kann. Das haben wir dadurch erreicht, dass die Funktionen des Dachhimmels getrennt wurden: Nun gibt es eine Textilstruktur für die Festigkeit und eine für den Schallschutz. Durch diese Trennung konnte man beide Funktionen separat optimieren und entsprechend Gewicht und Kosten sparen.

Ähnlich dürften die Verfahren im Flugzeugbau sein.

Gries: Im Flugzeug ist heutzutage bereits jedes Seitenleitwerk des Airbus aus faserverstärktem Kunststoff. Es gibt sogar Tendenzen zum so genannten schwarzen Rumpf, der komplett aus Kohlenstofffasern gemacht wird; das ist insbesondere beim Airbus 380 in der Diskussion und wird voraussichtlich noch fünf Jahre dauern.

Kurioserweise sieht der normale Bürger so etwas nicht, weil die Flugzeuge anschließend wieder silbern gestrichen werden und viele unserer Produkte so im Verborgenen bleiben.

Eine weitere Anwendung, die jeder kennt: Alle Flügel von Windkraftanlagen sind aus glasfaserverstärkten Kunststoffen. Die Halbzeuge machen zwei Firmen in Nordrhein-Westfalen, mit denen wir eng zusammenarbeiten, das Verfahren zur Verstärkung von Flügeln haben wir hier vor 15 Jahren erstmalig untersucht. Jetzt ist es Standard.

Die Fasern übernehmen auch immer mehr Funktionen, die vorher zum Teil durch Einbauteile erreicht wurden.

Gries: Zunächst einmal sind Fasern ideale Festigkeitsträger: Bei Glasfasern beträgt die Festigkeit das Doppelte von Stahl, bei Kohlenstofffasern das Drei- bis Vierfache, und das bei bis zu fünffach geringerem Gewicht. Es gibt aber auch Bereiche, wo die Faser auf leicht nachvollziehbare Weise Funktionsträger ist.

Das schlägt wiederum die Brücke zur klassischen Textilindustrie, zu so genannten „intelligenten Textilien”: Man kann Mikroelektronik in die Bekleidung integrieren, Schalter oder Sensoren. Das reicht von Schutzkleidung für die Feuerwehr bis hin zur Überwachung von Körperfunktionen bei Risikopatienten oder Kleinkindern.

Dabei müssen noch Lösungen erarbeitet werden, dass man diese Funktionsträger nicht bemerkt, die Bekleidung also komfortabel ist. Zurzeit entwickeln wir einen „Smart-Schalter”, eine Art Tastatur auf textiler Basis, die in die Bekleidung integriert wird und von ihr nicht zu unterscheiden ist - zum Beispiel durch das Verstricken von Metallfäden.

Das ist ein Projekt zusammen mit der lokalen Industrie wie der Tuchfabrik Becker oder Prym in Stolberg; gerade über diese höchst innovative Schiene profitiert die klassische Textilindustrie.

Ebenso wie die klassische Bauindustrie, wo die Hochhauswände dünner werden können.

Gries: Genau. Dadurch, dass Glasfasern nicht rosten, braucht man keine dreieinhalb Zentimeter Überdeckung mehr wie beim klassischen Stahlbeton, um den Stahl vor Korrosion zu schützen. Deshalb kann man nicht nur wegen der Stärke der Träger, sondern auch aus Korrosionsgründen die Wände dünner bauen.

In Aachen gibt es diesbezüglich bereits ein Pilot-Bauwerk, die Erweiterungshalle des Instituts für Massivbau, wo Fassadenelemente aus diesem neuem Baustoff entstanden sind. Dadurch wird die Belastung des Bauwerks geringer, man kann Werkstoffe und Kosten sparen.

Von hohen Häusern hin zu winzigen „Ersatzteilen” für Menschen. Wie weit gehen Ihre Arbeiten in diesem Bereich?

Gries: Angefangen hat es in Aachen vor langer Zeit mit Hernien-Netzen zur Verstärkung bei Bauchoperationen. Diese sind eines der ersten Produkte, über die Langzeit-Erfahrungen vorliegen, da sie schon seit 15 Jahren eingesetzt werden. Momentan arbeiten wir an verschiedensten Dinge.

Da gibt es flache Strukturen wie Blasenwandersatz aus Vliesstoff mit eingesiedelten Zellen, die das Bindegewebe bilden. Auch Krankheitsbildern wie den Aneurysmen, also der Aussackung von Adern, sowie Gefäßverschlüssen haben wir uns zugewendet.

Dort werden Stützstrukturen unterschiedlicher Art eingesetzt - entweder Textilstützstrukturen, die blutdicht sind, oder offenmaschige Strukturen, die mit körpereigenen Zellen besiedelt und wieder eingesetzt werden. Der Bänder-Ersatz zum Beispiel für Kreuzbänder ist ebenso ein Bereich, wo dann eine dreidimensionale Flechtmaschine zum Einsatz kommt.

Selbst vor dem menschlichen Kopf machen Sie bei Ihren Projekten nicht Halt.

Gries: Ja, denn zum einen gibt es für Knochen-Ersatz Parodontal-Vliese: Wenn jemand unter sehr starker Parodontose leidet, bei der schon ein Teil des Kieferknochens angegriffen ist, setzt man kleine Stücke Vliesstoff ein, an denen sich der Kieferknochen regeneriert, sodass anschließend eine Therapie mit Stiftzähnen möglich ist.

Und es geht sogar ins Auge: Zusammen mit der Augenheilkunde wurde eine Prothese entwickelt, wo das Textil natürlich nicht Funktionsträger ist, sondern Vermittler zwischen dem Implantat und dem Körpergewebe.

Weil es porös ist, wachsen die Zellen hindurch und halten die künstliche Hornhaut fest. Neue Projekte sind auch künstlicher Knorpel und Fettgewebe-Ersatz.

Textiltechnik hat also nicht mehr sehr viel mit dem zu tun, was Ihre Vorgänger vor fast 70 Jahren beschäftigte.

Gries: Das stimmt auf jeden Fall. Während früher von der Produktionsmenge her die Bekleidungsindustrie mit 90 Prozent dominierte, sind es heute noch 30 Prozent.

Und Aachen ist wissenschaftliches Zentrum für Textilmaschinen aller Art, aber nicht mehr Zentrum der Tuchindustrie.

Gries: Nicht ganz. Wissenschaftliches Zentrum: Ja. Und es gibt auch nur noch einen Tuchproduzenten in Aachen - aber der stellt mehr her, als alle nach dem Zweiten Weltkrieg hier tätigen Betriebe zusammen.

Auch viele andere Firmen in der Region betreiben Textil, aber mit neuen Vorzeichen: Vetrotex, die Firma Heimbach mit Papiermaschinenfilzen, dann Kufferath mit Metallgewebe, um nur einige wenige Beispiele zu nennen.

Doch auch die Bekleidungszuliefer-Industrie wie Prym mit Knöpfen, Schmetz oder Rheinnadel mit Nadeln spielt eine wichtige Rolle. Dazu kommt der Textilmaschinenbau in Aachen, Mönchengladbach, Krefeld und Remscheid. Das sind alles Weltmarktführer in ihren Bereichen. Und nur wer weltweit die Marktführerschaft hat, ist auch überlebensfähig.

Da sind die Chancen auch aufgrund der wissenschaftlichen Arbeit an der RWTH Aachen günstig.

Gries: Ja, denn die Stärke ist nicht allein das Aachener Textilzentrum, sondern es sind alle TH-Institute. Fast alle Forschungsprojekte finden unter direkter Industrie-Beteiligung statt. Auch verschiedene Spin-offs unterstreichen die unveränderte Bedeutung des Textil-Standortes Aachen.

Eines der ersten war die Firma FEG Textiltechnik, die sich im Wesentlichen mit Spezialmaschinen, Online-Messtechnik und Medizintechnik beschäftigt. Dann folgten die Firma Osthus GmbH, die sich mit E-Commerce beschäftigt und das deutschsprachige Textil-Portal erstellt hat, ebenfalls in Aachen und die Firma „Shape3D”, die in Wuppertal dreidimensionale Verstärkungstextilien herstellt.

Vor kurzem gründeten wir auch ein Spin-in, unsere Firma „3T TextilTechnologieTransfer GmbH”, mit der wir unsere Ergebnisse und Dienstleistungen für die Industrie möglichst effizient anbieten. So leisten wir einen weiteren Beitrag zum Technologietransfer.