Textilintegrierte elektronische Systeme
Textilien sind ein unverzichtbarer Bestandteil unseres täglichen Lebens. Sie beschränken sich nicht nur auf Kleidung aus Stoff, Strick und Fleece, sondern umfassen auch technische Textilien und Verbundmaterialien. Sie halten extremen Belastungen beim Waschen stand, haben viele verschiedene Funktionen und sind dabei leicht und hochflexibel.
Durch die Integration von elektronischen Komponenten können Textilien mit vielen verschiedenen Funktionen wie Sensoren und Beleuchtung ausgestattet werden. Dies ermöglicht völlig neue Anwendungsbereiche für Textilien in einem innovativen und schnell wachsenden Markt. Die Forschungsgruppe System-on-Flex des Fraunhofer IZM entwickelt, analysiert und qualifiziert seit über zwanzig Jahren textilbasierte elektronische Systeme. Ein Schwerpunkt liegt auf innovativen Verbindungstechnologien für textile und dehnbare Substrate. Die Anforderungen an Funktionalität und Zuverlässigkeit werden immer von der jeweiligen Anwendung bestimmt. Das Labor für Elektronik in Textilien (TexLab) des Fraunhofer IZM und diverse Geräte zur Montage und Analyse von Mikroelektronik bieten beste Voraussetzungen für Forschung und Entwicklung.
Anwendungen
So vielfältig das Angebot an elektronischen Textilien ist, so vielfältig sind auch die Anwendungsmöglichkeiten, von der Modebranche über die Medizintechnik, Sicherheit und Logistik bis hin zur Beleuchtung und zum Bauwesen:
- In die Kleidung integrierte Sensoren als Teil von Anwendungen für die persönliche Sicherheit
- Großflächiges Gewebe mit integrierten Sensoren für Alarmanlagen
- Beleuchtung und Displays am und im Stoff
- Drahtlose Textil-Sensorknoten
- Sensoren in faserverstärkten Verbundwerkstoffen zur Zustandsüberwachung
- Textil-RFID-Transponder für die Logistik
- Interaktive Abendgarderobe und Activewear
- Schutz vor Diebstahl und Betrug bei Bekleidung und Textilzubehör
- Sitzplatzsensoren für Fahrzeugsitze
Technologien
Wir wenden mikroelektronische Verfahren an, wie z. B. Niedertemperaturlöten, Kleben mit leitenden und nicht leitenden Klebstoffen und nicht wärmebasiertes Fügen wie Einpressen und Crimpen. Eine einfache, aber äußerst robuste Technik, die auch hohe Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllt, ist das Kleben mit nicht leitenden thermoplastischen Klebstoffen.
Das Fraunhofer IZM hat auch das elektrische Kleben durch Nähen eingehend untersucht.
Eine Alternative bieten flexible elektronische Systeme auf Basis von Polyurethan-Substraten, die mit herkömmlichen Verfahren auf textile Substrate laminiert werden können. Neben der Klebetechnik bestimmt die Verkapselungstechnik die Zuverlässigkeit des Systems. Hier entwickelt das Institut Verfahren für die Flüssigverkapselung und das Transfer- und Hotmelt-Molding.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Zuverlässigkeit. Alle Systeme werden intern nach Industrienormen für Parameter wie Temperatur, Feuchtigkeit und Wäsche validiert.
Das Fraunhofer IZM arbeitet mit einer pneumatischen Lotus-Transferpresse LTS 575 aufgrund ihrer einzigartigen Presskraft von bis zu 8 bar.
Kontakt
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Dipl. Ing. (FH) Christian Dils, christian.dils@izm.fraunhofer.de
Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin
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