Flexible Sensortextilien für die Orthopädietechnik und den Leistungssport

„FlexiSense“ ist ein vielversprechendes Projekt zur Entwicklung eines automatisierten Fertigungsverfahrens zur Herstellung von flexiblen und individuell konfigurierbaren Druckmesstextilen. Mit einem Fördervolumen von rund 360.000 Euro aus dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) arbeiten die Biomechanik Experten GeBioM aus Münster – seit 25 Jahren spezialisiert auf Lösungen zur Druckmessung am Menschen durch passgenaue Sensorauslegung – und das Fraunhofer IFAM aus Bremen – mit umfassender Expertise im „Functional Printing“ – ab August 2020 zusammen an neuen Lösungen.

Dünne und flexible Druckmesstextilien werden vielfältig eingesetzt, beispielsweise in der Orthopädietechnik für Druckmessungen am Fuß, auf Sitzoberflächen oder im Prothesenschaft, aber auch im Leistungssport zur Sprungkraftdiagnostik oder zur Messung der Druckverteilung auf Rudersitzen. Aktuell werden die Sensortextilien bei GeBioM von Hand gefertigt, um den hohen Ansprüchen an Genauigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit gerecht zu werden. Durch die aufwendige Fertigung und den hohen Personaleinsatz ergeben sich jedoch teilweise Engpässe in der Produktion, so dass die Nachfrage nicht schnell genug und preislich flexibel bedient werden kann.

Teilautomatisierte Fertigungsmethoden bieten einen ersten Lösungsansatz. Sowohl einzelne Sensorelemente als auch komplette Sensorsysteme lassen sich heute bereits auf flexible Leiterbahnen drucken. Nachteile dieser Systeme sind jedoch ungenaue Messwerte, die oftmals durch Überschreitung von grenzwertigen Biegeradien entstehen. Ebenfalls sind sie meist nicht zu reparieren und müssen bei einem Defekt entsorgt werden.


„Virtuelle“ Auslegung und Positionierung der Sensoren

Durch eine digital gesteuerte Produktion von gedruckten Leiterbahnen und der gleichzeitigen Nutzung von konventionellen Einzelsensoren soll eine flexible und individuelle Konfiguration mit hoher Qualität möglich werden. Insbesondere durch eine „virtuelle“ Auslegung und Positionierung der Sensoren entsprechend der Kundenanforderungen lassen sich so im Vorfeld machbare Konfigurationen entwerfen und anschließend schnell und kostengünstig fertigen. Neben dem Aufbau einer umfassenden Materialbibliothek und der Evaluation einer variablen Sensorpositionierung spielt die Entwicklung von druckbaren Materialien, die später als elektrische Leiterbahnen und/oder als Kontaktierungswerkstoffe für die Aufbau- und Verbindungstechnik genutzt werden können, eine wichtige Rolle. Aus wirtschaftlicher Sicht bieten die digitale Produktentwicklung und das Fertigungsverfahren das Potential, Druckmesstextilien sowohl in hohen Stückzahlen als auch in Kleinstserien bis hin zur individuellen Einzelanfertigung herstellen zu können.

Die Idee zum Projekt „FlexiSense“ ist im Rahmen des Innovationsnetzwerks PREVON – Production Evolution Network entstanden, das über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert wird. Im Zuge der Mitgliedschaft werden die Partner aktiv bei der Realisierung von FuE-Projekten sowie der Sicherstellung der Finanzierung unterstützt. Betreut wird PREVON von der IWS GmbH, die auch das Antragsmanagement der Kooperationsprojekte übernimmt und die Mitglieder intensiv bei der Entwicklung neuer Technologien begleitet.

Weitere Infomationen finden Sie unter www.prevon.net

Projektpartner „FlexiSense“:
GeBioM Gesellschaft für Biomechanik Münster mbH | www.gebiom.eu 
Fraunhofer-Institut IFAM Bremen | www.ifam.fraunhofer.de 

 

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