Das Institut für Spezialtextilien und flexible Materialien

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1 Das Institut für Spezialtextilien und flexible Materialien

2 Textile Mikrosystemtechnik für Smart Textiles aus Ideen werden Produkte Präsentationstag des FTVT e. V. im Rahmen der Reihe Thüringer Hochschulstandorte stellen sich vor Dr. Uwe Möhring 20. August 2009 Thüringer Staatskanzlei, Erfurt

3 Inhalt 1. Textile Mikrosystemtechnik 2. Textile Schaltungen, Verbindungstechnologie 3. Anforderungen 4. Produkte 3 Präsentationstag des FTVT e. V.

4 Was verstehen wir unter Mikrosystemtechnik? In einem Mikrosystem werden unter Anwendung verschiedener Mikro- und Systemtechniken mehrere Einzelfunktionen zu einem miniaturisierten intelligenten Gesamtsystem verknüpft. Dabei wird Mikroelektronik mit optischen, mechanischen, chemischen oder biologischen Vorgängen auf engstem Raum kombiniert, so dass sensorische, aktorische und signalverarbeitende Funktionen realisiert werden. Sensor Signalverarbeitung Aktor empfinden entscheiden reagieren Quelle: Jürgen Berger, Dr. Anette Hilbert, VDI/VDE-Technologiezentrum, Informationstechnik GmbH, Berlin-Teltow, 4 Präsentationstag des FTVT e. V.

5 Textile Mikrosystemtechnik Begriffsbestimmung Textile MST bedeutet Integration von : Mikroelektronik Mikromechanik Mikrofluidik Schichttechnologie Mikrooptik, Faseroptik, integrierte Optik Textile MST kann: Zustände oder Situationen wahrnehmen, diese analysieren und interpretieren, dann aktiv werden und eine vom Nutzer beabsichtigte Wirkung erzielen. 5 Präsentationstag FTVT

6 Inhalt 1. Textile Mikrosystemtechnik 2. Textile Schaltungen, Verbindungstechnologie 3. Anforderungen 4. Produkte 6 Präsentationstag des FTVT e. V.

7 Elektrisch leitfähige Garne ELITEX Garne Material: Träger: Beschichtung: Polyamid 99,9 % Silber Basisfeinheit: Durchmesser 234 dtex / f 34 ca. 0,1mm Feinheit mit Silberschicht: 450 ± 50 dtex Elektrischer Widerstand: 20 ± 10 m -1 Schmelzpunkt: 259 C Kraftdehnungsverhalten: Höchstzugkraft: > 750 cn Höchstzugkraftdehnung: > 10 % Maximale Verarbeitungstemperatur: 180 C, 5 Minuten 7 Präsentationstag des FTVT e. V.

8 Gewebte Leiterstrukturen Mehrlagengewebe leitende Kreuzungspunkte nichtleitende Kreuzungspunkte 8 Präsentationstag des FTVT e. V. Fadenabstand im µm-bereich möglich

9 Gestickte Leiterstrukturen Nichtleitende Leitungskreuzung Leitende Leitungskreuzung Kontaktplatten für SMD-Bauelemente Kontaktierung mittels Druckknöpfen 9 Präsentationstag des FTVT e. V.

10 Elektrotechnische Kontaktierungsverfahren Gelöteter IC NE555 (Bauform SO8) auf gewebten ELITEX-Leiterbahnen, Lot: SolderPlus 42RMA-AA Sn42Bi58 (bleifrei, Schmelzpunkt 138 C) Lötverbindung: sind nur mit schlechten Hafteigenschaften und langen Lötzeiten durchführbar, Abrisstest negativ Durch 2-Komponenten-Kleber CW2400 kontaktierte LED Partner: FhG IZM Klebverbindung: Kontaktierung ist zufriedenstellend, aber geringere mechanische Festigkeit gegenüber Lotverbindung. Biegeschlaffe Textilien erfordern eine flexible Verbindung mit den starren Bauteilen! 10 Präsentationstag des FTVT e. V.

11 Textiles Kontaktierungsverfahren Gestickte Kontaktierung eines Flexsubstrates auf Gewebe Gestickte Kontaktierung ohne vorbereites Loch Gestickte Kontaktierung eines THT Bauteils Gestickte Kontaktierung einer Leiterplatte 11 Präsentationstag des FTVT e. V.

12 Inhalt 1. Textile Mikrosystemtechnik 2. Textile Schaltungen, Verbindungstechnologie 3. Anforderungen 4. Produkte 12 Präsentationstag des FTVT e. V.

13 Belastungsprüfung leitfähiger Textilien Gestickter Kontakt vor (oben) und nach 20 Wäschen (unten) Onlinemessung der Widerstandswerte unter permanente Belastung auf Biegung und Torsion 13 Präsentationstag des FTVT e. V.

14 Zuverlässigkeitstest für textile Tastaturen Integration Partner: Car Trim, Plauen Modul Zuverlässigkeitstest Integration in der Seitenwange zur Rückenlehnenverstellung einfache Handhabung, ergonomisch weiche Tastatur, keine Beeinflussung des Sitzkomforts 14 Präsentationstag FTVT

15 Einfluss von Schweiß und Wärme auf textile Heizmodule Thermographische Verteilung der Heizzonen nach 5 maligen Schweiß/-Wärmebehandlung und anschließender Wäsche Nr. Heizfläche R/Ohm Bild-Nr. Zeit Δ R / Ohm Bild-Nr. Δ R / Ohm Bild-Nr. Δ R / Ohm Bild-Nr. Bild-Nr. Δ R / Ohm Δ R / Ohm Bild-Nr. Δ R / Ohm Bild-Nr. Ausgangswerte nach 1. Durchgang nach 2. Durchgang nach 3. Durchgang nach 4. Durchgang nach 5. Durchgang nach Waschen Nr. Control , s s ,1 0,1 0,3 1,3 2,7 4, s min Schweiß und Wärme bewirken eine Veränderung des elektrischen Widerstandes 15 Präsentationstag des FTVT e. V.

16 Inhalt 1. Textile Mikrosystemtechnik 2. Textile Schaltungen, Verbindungstechnologie 3. Anforderungen 4. Produkte 16 Präsentationstag des FTVT e. V.

17 Kommunikationshandschuhe Hersteller : Fa. Swany Partner: Texsys 17 Präsentationstag des FTVT e. V.

18 Kommerzielle Heiztextilien Heizweste Heizhandschuhe Beheizte Hosen Nierengurt Heizsocken beheizte Strumpfhosen 18 Präsentationstag des FTVT e. V.

19 Textile Kühlsysteme Empa-MS-Kühlhosen-Projekt erhältlich von Serono Golf Charity CHF 25'000.- Kühl-/Heizsystem für Autositze aus dem TITV Greiz Autoflug GmbH, Rellingen source: / 19 Präsentationstag des FTVT e. V.

20 Photonische Textilien LED s als Matrix kontaktiert auf leitfähigem Gewebe. Quelle: Philips, Niederlande 20 Präsentationstag des FTVT e. V.

21 Textile Beleuchtungssysteme Integration Leuchtflächen in vorhandene Textilstrukturen flache Einbautiefen Gewichtsreduktion keine Beeinflussung des Komforts 21 Präsentationstag des FTVT e. V.

22 Textilbasierte Aktoren und Sensoren Therapiehandschuh für Schlaganfallpatienten Elektroden zur Muskelstimulation Elektroden zur EKG - Abnahme 22 Präsentationstag des FTVT e. V.

23 Das Problem besteht nicht darin, neue Ideen zu haben, sondern die alten loszuwerden. Prof. Claudius Schmitz 23 Präsentationstag des FTVT e. V.

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Textilforschungsinstitut Thüringen Vogtland e. V. Zeulenrodaer Straße Greiz Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) mail@titv-greiz.de Das Institut für Spezialtextilien und flexible Materialien