Strukturfertigungsmöglichkeiten des Wovenit-Verfahrens zur Oberflächenvergrößerung. Hier sind lamellenartig angeordnete Schlaufen zu erkennen, die durch das Webverfahren mit einer Grundstruktur verbunden sind.
Dies ist eine Abstandsgewebestruktur stark vergrößert, die als Turbulenzstruktur oder vergrößerte Oberfläche für eine Beschichtung dienen könnte.
Eine partielle Fleece-Oberflächen mit sehr großen Oberflächen.

Willkommen auf der Website von EffiMet

Das Projekt EffiMet adressiert die Applikation textiler Fertigungsverfahren für die Umsetzung hocheffizienter Wärmeübertragungsgeometrien basierend auf metallischen Gewebestrukturen. Die Umsetzung der Projektidee wird möglich, da im Bereich technischer Textilien in den letzten Jahren innovative Produkte entstanden sind und zunehmend auch metallische Materialien Verwendung finden. In Kombination mit den zentralen Anforderungen für effiziente Wärmeübertragung wie große spezifische Oberflächen, flexibel dimensionierbare Geometrien und Materialeinsparung sollen im diesem Projekt die vorhandenen Synergien erschlossen werden.

Die wissenschaftlichen Arbeitsziele lassen sich in vier Säulen zusammenfassen

Applikation textiler Fertigungsverfahren für effiziente Wärmeübertragungsmechanismen

Die Übertragung dreidimensionaler Textilverarbeitungsverfahren auf den Bereich der Wärmeübertragung ist neu und erlaubt aufgrund der hohen Fertigungs- und Materialflexibilität ein optimiertes Design der Strukturen hinsichtlich volumenspezifischer Oberfläche, Wärmeleitung und Druckverlust. Die Identifikation geeigneter Strukturen wird simulationsbasiert durchgeführt, an Musterproben wird die erreichte Charakteristik vermessen und überprüft.

In-situ-Fertigung effizienter Strömungsstrukturen

Textile Verarbeitungsverfahren bieten die Möglichkeit, Strömungskanalstrukturen frei in eine Fläche hinein zu dimensionieren. Diese Möglichkeit des flexiblen Kanaldesigns erlaubt neben anderen auch die Realisierung bionisch optimierter Strömungsformen, was in anderen Fertigungsverfahren nicht immer leicht umsetzbar ist. Die direkte Umsetzung des Designs auf die Fertigungsmaschine hat den großen Vorteil, dass ohne Form gearbeitet werden kann und damit kleinere Stückzahlen wirtschaftlicher darstellbar sind.

Erzeugung eines mehr-funktionalen dichten Wärmeübertragungselements aus einem textilen Produkt durch nachgelagertes Versiegeln von Kanalwandungen

Einen wirklich entscheidenden Fortschritt können die in (1) und (2) beschriebenen Innovationen bewirken, wenn sich das Element zur Wärmeübertragung in einem Arbeitsschritt mit allen Funktionseinheiten (Oberflächenvergrößerung und Kanalstruktur) fertigen lässt. Dazu müssen die Kanalwandungen entweder so dicht verarbeitet sein, dass aufgrund von Kapillareffekten kein Übertritt der Flüssigkeit möglich ist, oder sie müssen sich anschließend einfach versiegeln lassen.

Zur Versiegelung werden Verfahren wie Galvanisieren und chemisches Beschichten, aber auch Lotsuspensionen untersucht.

Ressourcen- und Energieeinsparung

Eine effizientere Wärmeübertragung bedeutet im Resultat eine höhere Übertragungsleistung, was die Realisierung kleinerer Wärmeübertrager mit weniger Materialeinsatz bedeutet. Je nach Fertigungsverfahren, das als Vergleich herangezogen wird, kann auch die textile Element-Fertigung in einem Arbeitsschritt die Einsparung von Energie- und Materialkosten mit sich bringen, da kein Verschnitt anfällt und keine Werkzeugfertigung erforderlich ist.

Die durch Effizienzsteigerungen und Materialreduktion erreichbare Reduktion der Treibhausgasemissionen lässt sich je nach Grundannahme mit 40.000 – 60.000 Tonnen CO2 pro Jahr abschätzen.