Mit textilintegrierten elektronischen Systemen können konventionelle Textilprodukte mit innovativen Funktionen aufgewertet und neue Marktnischen erschlossen werden. Trotz der Vorteile, die textilintegrierte Elektronik bietet, sind kaum Entwicklungen über das Prototypstadium hinausgekommen. Das Fehlen eines systematischen Ansatzes für die Auslegung elektronischer Systeme auf textilen Substraten steht gezielten Produktentwicklungen noch entgegen.
Ziel dieser Arbeit ist es, eine Systematik für die Auslegung von gedruckter Elektronik auf textilen Substraten zu entwickeln, die die Produkt- und Prozessgestaltung für den Anwender vereinfacht. Dabei soll über Wirkungszusammenhänge, Fehlerpotenziale und Prozessparametrierung aufgeklärt werden. Die Auslegungssystematik soll den Anwender dabei unterstützen, endproduktbezogene Anforderungen wie Waschbarkeit, mechanische Beständigkeit, elektrische Funktionalität und Skalierbarkeit der Produktion zu erfüllen.
Zunächst wird der Einfluss von Druckparametern und des Textils auf die Eigenschaften von funktionalen Druckschichten untersucht. Der Fokus liegt insbesondere auf den Auswirkungen der Textiltopografie auf elektrisch leitfähige Funktionsschichten. Möglichkeiten zur Verbesserung der mechanischen Beanspruchbarkeit der Verbindungstechnik für elektronische Bauteile auf textilen Leiterplatten werden analysiert.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Mit textilintegrierten elektronischen Systemen können konventionelle Textilprodukte mit innovativen Funktionen aufgewertet und neue Marktnischen erschlossen werden. Trotz der Vorteile, die textilintegrierte Elektronik bietet, sind kaum Entwicklungen über das Prototypstadium hinausgekommen. Das Fehlen eines systematischen Ansatzes für die Auslegung elektronischer Systeme auf textilen Substraten steht gezielten Produktentwicklungen noch entgegen.
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Aktualisiert: 2023-06-30
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Aktualisiert: 2023-06-30
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Ziel dieser Arbeit ist es, eine Systematik für die Auslegung von gedruckter Elektronik auf textilen Substraten zu entwickeln, die die Produkt- und Prozessgestaltung für den Anwender vereinfacht. Dabei soll über Wirkungszusammenhänge, Fehlerpotenziale und Prozessparametrierung aufgeklärt werden. Die Auslegungssystematik soll den Anwender dabei unterstützen, endproduktbezogene Anforderungen wie Waschbarkeit, mechanische Beständigkeit, elektrische Funktionalität und Skalierbarkeit der Produktion zu erfüllen.
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Aktualisiert: 2023-06-20
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Ziel dieser Arbeit ist es, eine Systematik für die Auslegung von gedruckter Elektronik auf textilen Substraten zu entwickeln, die die Produkt- und Prozessgestaltung für den Anwender vereinfacht. Dabei soll über Wirkungszusammenhänge, Fehlerpotenziale und Prozessparametrierung aufgeklärt werden. Die Auslegungssystematik soll den Anwender dabei unterstützen, endproduktbezogene Anforderungen wie Waschbarkeit, mechanische Beständigkeit, elektrische Funktionalität und Skalierbarkeit der Produktion zu erfüllen.
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Ziel dieser Arbeit ist es, eine Systematik für die Auslegung von gedruckter Elektronik auf textilen Substraten zu entwickeln, die die Produkt- und Prozessgestaltung für den Anwender vereinfacht. Dabei soll über Wirkungszusammenhänge, Fehlerpotenziale und Prozessparametrierung aufgeklärt werden. Die Auslegungssystematik soll den Anwender dabei unterstützen, endproduktbezogene Anforderungen wie Waschbarkeit, mechanische Beständigkeit, elektrische Funktionalität und Skalierbarkeit der Produktion zu erfüllen.
Zunächst wird der Einfluss von Druckparametern und des Textils auf die Eigenschaften von funktionalen Druckschichten untersucht. Der Fokus liegt insbesondere auf den Auswirkungen der Textiltopografie auf elektrisch leitfähige Funktionsschichten. Möglichkeiten zur Verbesserung der mechanischen Beanspruchbarkeit der Verbindungstechnik für elektronische Bauteile auf textilen Leiterplatten werden analysiert.
Aktualisiert: 2023-06-20
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Aktualisiert: 2023-06-15
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Aktualisiert: 2023-05-23
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Aktualisiert: 2023-05-11
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Zunächst wird der Einfluss von Druckparametern und des Textils auf die Eigenschaften von funktionalen Druckschichten untersucht. Der Fokus liegt insbesondere auf den Auswirkungen der Textiltopografie auf elektrisch leitfähige Funktionsschichten. Möglichkeiten zur Verbesserung der mechanischen Beanspruchbarkeit der Verbindungstechnik für elektronische Bauteile auf textilen Leiterplatten werden analysiert.
Aktualisiert: 2023-05-04
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Ziel dieser Arbeit ist es, eine Systematik für die Auslegung von gedruckter Elektronik auf textilen Substraten zu entwickeln, die die Produkt- und Prozessgestaltung für den Anwender vereinfacht. Dabei soll über Wirkungszusammenhänge, Fehlerpotenziale und Prozessparametrierung aufgeklärt werden. Die Auslegungssystematik soll den Anwender dabei unterstützen, endproduktbezogene Anforderungen wie Waschbarkeit, mechanische Beständigkeit, elektrische Funktionalität und Skalierbarkeit der Produktion zu erfüllen.
Zunächst wird der Einfluss von Druckparametern und des Textils auf die Eigenschaften von funktionalen Druckschichten untersucht. Der Fokus liegt insbesondere auf den Auswirkungen der Textiltopografie auf elektrisch leitfähige Funktionsschichten. Möglichkeiten zur Verbesserung der mechanischen Beanspruchbarkeit der Verbindungstechnik für elektronische Bauteile auf textilen Leiterplatten werden analysiert.
Aktualisiert: 2023-05-04
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Smart Textiles ermöglichen die Interaktion mit der Umwelt und dem Be-nutzer. Weil so neue Produkte und Services entstehen, wird smarten Textilien ein großes Marktpotential vorhergesagt.
Allerdings sind die meisten Ideen nicht über das Prototypenniveau hinaus realisiert worden. Denn die Entwicklung ist technisch und organisatorisch komplex. Eine erweiterte Wertschöpfungskette aus Textil, Elektronik, Software und Services muss aufgebaut und koordiniert werden. Kritisch ist auf technischer Seite besonders die Systemintegration, d.h. das Integrieren, Kontaktieren und Kapseln von Textil und funktionalen Komponenten. Die Verkettung zu einem serienfähigen Prozess fehlt. Denn Abhängigkeiten zwischen Textilmaterialien, Elektronikkomponenten und Technologien erschweren die Gestaltung robuster Prozessketten.
In dieser Arbeit wurde daher ein Vorgehen entwickelt, mit dem vernetzte Prozessketten zur Systemintegration mit einsetzbaren Fertigungstechnologien gestaltet werden können. Entwickler sollen damit bei der Prozessentwicklung und Produktionsplanung unterstützt werden, um Smart Textiles von Prototypen zu (Klein-) Serien zu skalieren und Produktionskosten zu reduzieren.
Das Vorgehen verzahnt die Prozess- und Produktentwicklung über einen Concurrent-Engineering-Ansatz eng. Zur Reduktion der Komplexität wurde die Wissensdomäne Smart Textiles modularisiert und als Ontologie formalisiert. Mit dieser Informationsbasis können Entwickler selbstständig skalierbare Prozessketten gestalten, bewerten und die Smart-Textiles-Produktion so effizienter machen.
Aktualisiert: 2020-11-05
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Bisherige Heiztextilien sind faserbasiert und weisen Begrenzungen und Defizite auf. Die Technologie der gedruckten Elektronik auf Basis leitfähiger Druckmedien, wie sie bereits auf Glas und Folie eingesetzt wird, bietet hier bislang nicht untersuchtes Potenzial zur Nutzung im Bereich Heiztextilien.
Zusammenhänge zwischen der Bedruckung, der Ausgestaltung der Druckschichten, sowie resultierende elektrische Eigenschaften und Grenzen sind bislang unbekannt. Zu lösende Herausforderungen sind die Bedruckung der vielfältigen unterschiedlichen textilen Oberflächen mit leitfähigen Druckmedien und die Gestaltungsmöglichkeiten der Heizfläche. Das zur Auslegung fehlende Wissen ist dabei ein Hemmfaktor für den Einsatz der Technologie, trotz deutlicher potenzieller Vorteile gegenüber aktuellen textilbasierten Heiztechnologien.
In dieser Arbeit wird ein Überblick zum Stand der Technik faserbasierter Heiztextilien und gedruckter Elektronik gegeben und Defizite und die technischen Grundlagen zur Anwendung gedruckter Heizschichten identifiziert. Die Herausforderungen zur Erstellung gedruckter Heizungen auf Textilien wurden ermittelt, untersucht und eine Systematik aufgestellt, anhand der strukturiert die neuartige Technologie beleuchtet wird. Eine Systematik wird aufgezeigt, anhand der die Gestaltungsfaktoren Materialauswahl, elektrische Auslegung, geometrische Gestaltung, Prozesseinflüsse, sowie Prüfung und Kostenabschätzungen ermittelt werden. Eine Entwicklung nach „Trial and Error“ wird der entwickelten Systematik an einem Entwicklungsbeispiel gegenübergestellt und weiterhin die Möglichkeiten zur Hochskalierung der Fertigung von gedruckten Heizflächen auf Textilien vorgestellt.
Aktualisiert: 2020-06-30
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Für Smart Textiles existieren derzeit vielversprechende Prototypen, wobei bis heute wenige den kommerziellen Markt erreicht haben. Aus dem Hype Cycle nach Gartner ist bekannt, dass die Ausbreitung von Technologien und Anwendungen nach vorangehenden überzogenen Erwartungen in der Ernüchterungsphase münden bevor sie Produktivität erreichen.
Der große Teil der F&E im Bereich Smart Textiles konzentriert sich auf die Entwicklung textiler Überwachungssysteme, die als Sensoren zur Messung physiologischer Parameter und Überwachung von Körperfunktionen - integriert in die textile Fläche - für Schutz- und Medizinbekleidung verwendet werden. Derzeit ist bei der Entwicklung von textilen Überwachungssystemen nicht nur fehlendes Technologiewissen an der Schnittstelle zwischen Textil und Elektronik problematisch sondern auch das Fehlen von Organisationssystemen, Produktionstechniken und Methoden bei der Produktentwicklung, um für Smart Textiles Produkte eine breite Marktdurchsetzung und Umsetzung in der Industrie zu erreichen.
In dieser Arbeit wurde eine Entwicklungsmethodik für textile Überwachungssysteme (Smart Textiles), genannt Nine-Step-Tool^i und entsprechende Hilfsmittel und Systeme erstellt. Die Ergebnisse dieser Arbeit richten sich primär an Textilhersteller- und entwickler und stammen zum Teil aus interdisziplinärer Zusammenarbeit aus der Textil- und Elektrowissenschaft.
Die Vorgehensweise besteht aus neun Methodenschritten, die spezifisch in den drei nebeneinanderstehenden Säulen (Textilsensor; Textil-Elektronik-Schnittstelle; Mechatronik) umgesetzt werden. Mithilfe des Nine-Step-Tools^i wird eine texiler bandgewebter Drucksensor und die mechatronische Verbindung zwischen Textil und Elektronikkomponenten für ein Patienten-Überwachungssystem entwickelt.
Aktualisiert: 2019-12-12
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