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Textil-Ingenieure : Tüfteln im Faserland

Strippenzieher: In den Hallen des Aachener Instituts geht es um verschiedenste Fasern. Bild: Peter Winandy

T-Shirts aus Mais, Kontrabässe aus Carbon, Beton aus Fasern – und am BH lässt sich auch was machen. Textilingenieure tüfteln auf breitem Terrain. Ein Besuch an der RWTH Aachen.

          Wie bitte, du verbringst den Tag mit Stricken und arbeitest woran? Entgeistertes Nachfragen ist Christoph Peiner gewohnt. Er steht in Halle 1 des Technikums und stellt auf einer fast drei Meter hohen Rundstrickmaschine einen Sport-BH her, das Körbchen ist in der 3D-Form einprogrammiert. 960 Nadeln drehen sich im Kreis, gekoppelt sind sie an 24 Stricksysteme. „Da müssten viele Omas lange dran stricken“, scherzt Promovend Peiner. Die Idee, neue Nähtechniken, die Zuschneiden und Verschnitt ersparen, an Büstenhaltern zu testen, stammt übrigens nicht von Peiner selbst, sondern von seiner Vorgängerin, einer jungen Ingenieurin, die mittlerweile beim TÜV arbeitet und mit Halbkugelformen experimentiert hat.

          Ursula Kals

          Redakteurin in der Wirtschaft, zuständig für „Jugend schreibt“.

          Der Doktorand hält den BH hin: Bitte mal anfassen, sieht gut aus, hält, ist fast zu stabil. Der Mann im lässigen Hoody ist einer der aufstrebenden Ingenieure mit dem Vertiefungsfach Textil, der sich tatsächlich mit dem beschäftigt, was sich Laien unter der Arbeit von Textilingenieuren vorstellen, unter denen der Frauenanteil 30 Prozent erreicht. Ab und an muss er sich „Strickhansel“ nennen lassen. Aber das ist nur ein kleiner Ausschnitt, wie ein Rundgang durch das stylische Institut für Textiltechnik (ITA) der Aachener RWTH zeigt.

          „Fasern sind eine ganz besondere Werkstoffklasse und haben eine enorme Gestaltbarkeit. Die Eigenschaften sind faszinierend und die möglichen Arten der Verarbeitung äußerst vielfältig“, sagt Direktor Thomas Gries und schiebt den flotten Slogan hinterher: „Wir beschäftigen uns mit allem von der Heckklappe bis zur Herzklappe.“ 15 Millionen Umsatz macht das Institut, das zum Fachbereich Maschinenbau der Exzellenzuni gehört.

          „Textiltechnik ist ein Innovationsmotor“

          Auf dem Campus Melaten nah dem Universitätsklinikums forschen rund 100 Wissenschaftler in dieser Querschnittstechnik, hinzu kommen 250 Mitarbeiter. Professor Gries scheint sie an der langen Leine laufen zu lassen. Die Atmosphäre wirkt auf den Außenstehenden entspannt. Vielleicht liegt das in der Natur der Sache und bestätigt positive Vorurteile: Ingenieure sind lösungsorientiert, tüfteln gern. Im ITA beschäftigen sie sich mit faserbasierten Werkstoffen und ihrer Anwendung. „So dünn und lang Fasern sind, so groß ist ihre Anwendungsbreite. Sogar aus Basaltgestein kann man Fasern machen. Wir begleiten die Prozessstufen bis zum Endprodukt, das ist das Spannende und das Komplizierte“, sagt Bernhard Schmenk, der die Unternehmensentwicklung leitet. „Textiltechnik ist ein Innovationsmotor, in jedem Automobil sind mindestens 30 Kilo Textil enthalten.“

          Zum Auftakt des Besuchs schleppt Hans-Christian Früh einen Kontrabass in ein Besprechungszimmer und stellt vor: „Er ist aus Carbonfaser gewebt, entstanden wie Stoff auf einem klassischen Webstuhl. Er klingt schön, ist robust, wetterfest, wir benutzen keine seltenen Hölzer, die sich bei Klimawechsel verziehen, der Hals ist abnehmbar, das heißt, man kann ihn komplett im Flieger mitnehmen im Frachtcontainer wie einen normalen Koffer.“ Früh, der in den letzten Zügen seiner Doktorarbeit über Automatisierung steckt, skizziert das Transportproblem. Während eine Geige vergleichsweise robust sei, ist ein Bass fragil, weil seine Wand groß und dünn sei. Das hört sich überzeugend an. Und ebenso überzeugend höre sich auch das Instrument an, wenn man es spiele, betont der Ingenieur, der selbst Cellist ist. Nur der allererste gebaute Carbonbass habe nicht gut geklungen. „Jetzt haben wir ernstzunehmende Instrumente, für die wir ein neues Verständnis von Carbon als Akustikwerkstoff erarbeiten. Die Schallgeschwindigkeit ist höher, der Ton ist schneller da.“ Selbstbewusst erklärt er: „Das ist typisch für uns. Am Ende wird unser Forschungsergebnis immer in den Markt eingeführt.“

          „Es fällt immer mehr Abfall an, weil die Lebenszyklen immer kürzer werden“

          Ein paar Räume weiter widmen sich Inga Noll und Martin Pelzer dem Thema Recycling. Mit anderen Kollegen sowie einem Industriearbeitskreis arbeiten sie an dem ehrgeizigen Ziel, schlussendlich 100 Prozent aller Textilabfälle zu recyceln. Das sei dringend geboten, benennt Pelzer, der Maschinenbau und Wirtschaft studiert hat, das globale Problem: „Allein in Deutschland haben wir über eine Million Tonnen gesammelter Altkleider. Es fällt immer mehr Abfall an, weil die Lebenszyklen immer kürzer werden.“ Wohin damit? Ein Problem ist es, T-Shirt-Materialien zu trennen, um sie wiederzuverwerten. „Das geht mit dem Reißwolf, aber so einen großen Bedarf an Putzlappen gibt es nicht.“ Eine Herausforderung besteht in der Separation, das betrifft nicht nur das Baumwoll-Polyester-Gemisch. Es hakt an Reißverschlüssen, Knöpfen und Applikationen, auch die Nähte machen Ärger.

          Wirtschaftsingenieurin Inga Noll schiebt eine Tüte „Bottle Flakes“ über den Tisch. Das sind weiche, grau-transparente Teilchen, die aus geschredderten Plastikflaschen entstanden sind, eine längst etablierte Technologie. Diese Teilchen kommen in einen Extruder, eine Art metallische Schnecke; der Kunststoff wird geschmolzen und verstreckt, das heißt, er kommt als langgezogene Faser heraus; das wird auch Multifilamentgarn genannt. Dieses Garn wird aufgebauscht, mit dem Fachbegriff nennt man das „falschdralltexturiert“. Danach hat es eine baumwollähnliche Haptik. „400 Meter in der Minute schaffen die Texturieranlagen der Labore“, erklärt die 29-Jährige. Theoretisch kommt das Thema Nachhaltigkeit bei den Unternehmen sehr gut an, praktisch hapert es – noch – am Preis. „Die Industrie kämpft mit dem Verhalten der Konsumenten. Kosten die T-Shirts einen Euro mehr, bleiben sie in den Regalen, meldete uns ein Sportartikelhersteller zurück“, sagt Noll. Unternehmen setzten dann auf Recycling, wenn damit Einsparungen verbunden sind oder es gesetzlich vorgeschrieben ist. An der Machbarkeit wird in Aachen interdisziplinär gearbeitet.

          „Wir Textiler können einen großen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit leisten.“

          Ebenso im Textiltechnik-Institut arbeiten die zwei Chemiker Parvan Manvi und Sascha Schriever. Sie erklären, wie sich Kunststoff aus CO2 herstellen lässt und wie aus Mais ein tragbarer Stoff entstehen kann. Manvi, ein promovierter Textiltechniker aus Indien, zeigt stolz ein T-Shirt: aus Mais gemacht, in sattem Grün und formschön, noch fühlt es sich zu steif an. „Das ist unser Prototyp.“ Um die Maisfasern weicher und tragbarer zu machen, suchen die Mitarbeiter Finanzpartner. „Wir zeigen an der Schnittstelle, was möglich ist“, erklärt Sascha Schriever und auch, dass die Preise der biobasierten Rohstoffe noch zu hoch seien. „Um von der petrochemisch basierten Produktion hin zu einer biobasierten zu kommen, brauchen wir die Unterstützung der Politik und neue Businessmodelle.“

          Der Chemiker ist nicht nur bei der Herkunft der Rohstoffe ganz in seinem Element. „Wir müssen uns fragen: Sind das Maiskörner, also Nahrungsmittel, oder sind es Abfallstoffe der Stengel, die wir verwenden? Die Schildkröte unterscheidet übrigens nicht zwischen biobasiertem oder petrobasiertem Kunststoff, wenn sie das schluckt.“ Der 32-Jährige sagt voller Überzeugung: „Textilien sind der zweitgrößte Konsumgütermarkt in Deutschland und der drittgrößte Industriesektor weltweit. Wir Textiler können einen großen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit leisten.“

          Raffinierte Textilien sind längst auch im Gesundheitswesen unverzichtbar. In den Medizinhallen des Instituts entwickelt ein Team um Andreas Blaeser medizinisches Fasermaterial, textile Implantate und textilbasierte Body-Monitoring-Systeme. „Darüber hinaus erforschen wir 3D-Biodruckverfahren, mit denen textile Stoffe zu lebendem Gewebe und Organoiden herangezüchtet werden können“, erklärt der promovierte Maschinenbauingenieur. Diese können in Zukunft als biologisierte Implantate oder zur Reduktion von Tierversuchen genutzt werden.

          Im Anschluss führt Blaeser zu einer Männerbüste, die ein ganz besonderes T-Shirt mit integrierten Sensoren trägt: Risikopatienten ziehen das an, bequemer lassen sich eine Langzeit-EKG-Messung oder eine Überwachung nach einer Herzoperation kaum vorstellen. Die Daten werden direkt an den Arzt übertragen. Das ist nur ein winziger Ausschnitt dessen, was Medizintextilien künftig so alles leisten werden. Unter anderem denken die Ingenieure über die Wundauflage der Zukunft nach, die Medikamente integriert, einen bioaktiven Wirkstoff einbringt und Verbandswechsel überflüssig macht und so Infekte und Schmerzen mindert. Implantiert werden Medizintextilien auch im Körperinneren, dämmen etwa mit aufheizbaren Beschichtungen das Wachstum von Tumoren ein.

          Ein bisschen wie Speeddating

          Ein Vormittag im ITA fühlt sich ein bisschen nach Speeddating an: In der letzten Halle zeigt sich, wo diese Ingenieure überall mitmischen, unter anderem bei Flugzeughäuten. Christoph Greb gewährt einen Einblick ins Thema Leichtbau. Witterungsstabil und leicht soll das Material auch in der Fahrzeugtechnik sein. Der promovierte Ingenieur zeigt ein Cabrio-Dach, dass durch raffiniert verlaufende Fasern größtmögliche Stabilität garantiert. Auch das ausgestellte Skateboard profitiert von diesen Materialeigenschaften. „Wir schauen uns beim Bauen Strukturen der Natur ab, beispielsweise die Bauweise eines Tiefseeschwamms“, erläutert Greb.

          Nahtlos übernehmen zwei Architekten: Andreas Koch und Jan Serode. Sie zeigen draußen den Fahrradunterstand, der ein dünnes Textilbetondach trägt. Das ist ein weiteres Kernthema: Zur Betonherstellung gehört Zement, unter Umweltaspekten ein schwieriger Baustoff. „Wir können davon bis zu 80 Prozent einsparen“, sagt Koch. Die Außenfassade zeigt, was mittlerweile alles möglich ist, ein Teil besteht aus Textilbeton. „Halt bekommt das durch ein Gelege, so nennen wir ein aus Textilfasern geflochtenes Netz, das die üblichen Stahlgitter ersetzt, um den Beton in Form halten“, erläutert Andreas Koch. Die Hallenfront hat es in sich: Große Platten aus Lichtbeton sind durchzogen von polymeroptischen Fasern, dahinter liegen LED-Paneele, so können die Platten in unterschiedlichen Farben erstrahlen und sorgen für spektakuläre Effekte. Auch T-Shirts für Gebäude beleben das Thema skulpturaler Architektur. Den Aachener Forschern geht es weniger um spektakuläre Kunstverhüllungen à la Christo, sondern um intelligente Fassadenlösungen: „Man hängt Gewebe vor die Fassade, damit sind Sichtschutz, Sonnenschutz und Temperaturschutz möglich. Textilfassaden die mit Titandioxid beschichtet sind, können Schadstoffe filtern“, berichtet Serode.

          Nachmittags geht es wenige Radminuten entfernt zum DCC. Dahinter verbirgt sich eine Lernfabrik, eine Ausgründung des Instituts, bei der die Unternehmensberatung McKinsey gleichberechtigter Partner ist. Die Kurzfassung: Das Schlagwort von der Industrie 4.0 führen viele im Mund, konkret etwas darunter vorstellen können sich die wenigsten. Anhand einer kleinen Produktionsstraße der Textiltechnik informieren sich hier Unternehmen darüber, wie sie ihre Maschinen und Prozesse auf- und nachrüsten können. Textilmanager übernehmen diese Führungen und helfen so auch dabei, die Digitalisierung zu verstehen.

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