Erstes interdisziplinäres Forschungslabor für Hightech-Textilien und textilintegrierte Elektronik

Das Textile Prototyping Lab (TPL) ist das erste interdisziplinäre Forschungslabor für High-Tech Textilien und textilintegrierte Elektronik. Seit Herbst 2021 gibt es zusätzlich zu Laborräumen in der Kunsthochschule Berlin Weißensee ein Innovationslab am Fraunhofer IZM in Berlin-Wedding.

Textilintegrierte Elektronik eröffnet völlig neue Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Architektur, Medizin und Sport. Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Marktreife eines High-Tech-Textils ist die Fertigung eines E-Textile-Prototyps, um das Zusammenspiel von textilem Design und Elektronik zu testen.

RealIZM sprach mit Fraunhofer IZM Mitarbeiterin Sigrid Rotzler, Leiterin des TPL-Innovationslabs am IZM, über die Erfahrungen im ersten Jahr des TPLs, erste Projektideen und Prototypen für textile Elektronik.

1 Jahr Prototyping Lab für textile Elektronik

Für Besucher*innen ist sofort ersichtlich, dass das TPL ein Ort der Kreativität und Kollaboration ist. Hier gibt es Maschinen bestückt mit farbigen Garnrollen und modulare Arbeitsplätze, deren Größe sich je nach Bedarf schnell für Einzel- oder Gruppenarbeiten anpassen lässt. An den Raumteilern hängen Workshop-Notizen gefüllt mit Ideen, wie man ein bestimmtes Produkt durch die Integration von elektronischen Komponenten funktional erweitern kann.

Das Textile Prototyping Lab bietet modulare Arbeitsplätze, Bereiche für gemeinsame Projektarbeiten, Prototyping Maschinen aus dem Textil- und Elektronikbereich sowie Beratung zu textilintegrierter Elektronik. 

Das TPL wurde vom IZM gemeinsam mit den vier anderen Gründungspartnern – Kunsthochschule Weißensee Berlin, Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland, Sächsisches Textilforschungsinstitut und dem Think- & Make Tank Prototypes for Europe  – als Projekt 2017 ins Leben gerufen. In Form zweier Labs trifft nun im Berliner Norden die Design-Expertise der Kunsthochschule Weißensee auf das Know-how der Mikroelektronik-Expert*innen.

Im TPL-Innovationslab am IZM finden regelmäßig Workshops mit Fokus auf E-Textiles und funktionalen Textilien statt. Im Rahmen des EU-Projektes shemakes waren beispielsweise Studentinnen der KHB und der HTW Berlin zu mehrtägigen Workshops eingeladen. An einer Spinnmaschine erlernten die Teilnehmerinnen das Herstellen von Garnen und Zwirnen, aus denen anschließend Textil-Proben entstanden. „Die Prototyping-Spinnmaschine von Studio Hilo ist etwas Besonderes. Sie ist von einer ehemaligen KHB Studentin, die auch wesentlich am Projekt TPL beteiligt war, im Rahmen ihrer Masterarbeit entwickelt worden.  Dass Prototyping-Maschinen wie diese derzeit in vielen Bereichen der Textilen Kette noch fehlen war die Motivation selbst eine zu entwickeln.“, erläutert Sigrid Rotzler. Andere Studierende setzten in einem E-Textile Workshop eigene Projekte mit integrierter Elektronik um. Das Feedback auf das Workshop-Angebot am TPL ist sehr positiv. Ein Großteil der Teilnehmer*innen kommt wieder, um eigene Projektideen im Innovationslab zu realisieren.

Ein herzliches Dankeschön an die Kunsthochschule Weißensee für die Erlaubnis, das Video über die Vision und Idee hinter dem TLP am Beispiel des Spuncover-Projekts auf RealIZM zu veröffentlichen. Regie: Random Access Studios Berlin

Auch im Rahmen des shemakes Projekts wurde eine junge Gründerin in der Umsetzung ihrer Idee, einen innovativen BH ohne Bügel für große Größen zu entwickeln, unterstützt. „Sie stand vor der Herausforderung, dass dieser sowohl eine stützende Funktion haben als auch komfortabel und ästhetisch ansprechend sein soll. Der Lösungsansatz ist ein nahtlos in Form gestrickter BH welcher durch Zonen mit unterschiedlichen Strick-Bindungen die Anforderungen erfüllt.“, so Rotzler. Erfolgreiche Veranstaltungen wie diese sind positive Signale, dass das Konzept des TPL ankommt. Auch von der Industrie erhält das TPL-Team Anfragen zu Kooperationen und für gemeinsame Forschungsprojekte an smarten und funktionalen Textilien der Zukunft. Durch den kollaborativen Ansatz, der Design-Expertise und Technologie Know-how auf hohem Niveau vereint, ist das TPL besonders gut aufgestellt um innovative und funktional hochwertige Textil- und E-Textile-Entwicklungen entsprechend der Kundenwünsche zu realisieren.

Interdisziplinäre Lehre: Technologie trifft auf Textildesign

Erfahrungsaustausch spielt beim TPL-Projekt eine zentrale Rolle. Dies geschieht zum einen in Form von Workshops vor Ort. Pandemiebedingt wurden auch digitale Veranstaltungsformate genutzt. Bei einem Online-Event ebenfalls im Rahmen des shemakes-Projekt stellten beispielsweise 13 Frauen ihre innovativen Ideen und Projekte im Textilbereich vor und gaben einen Einblick in ihren jeweiligen textilen Karriereweg.

Auf Einladung der Austrian Fashion Association war Sigrid Rotzler gemeinsam mit Essi-Johanna Glomb, Textildesignerin an der KHB, im September in Wien bei der Kreativwirtschaftsbörse Mode. Dort haben die beiden Forscherinnen zusammen mit Vertreterinnen anderer Textil-Labs aus Italien und Frankreich, mit denen das TPL als Future Textile Net vernetzt ist, über Chancen von Kollaboration, Vernetzung und geteilten Ressourcen bei der Entwicklung nachhaltiger, innovativer Textilien gesprochen.

Zum anderen soll das TPL ein Raum für universitätsübergreifende und interdisziplinäre Textillehre für Berliner Hochschulen werden. Die Labore an IZM und KHB sollen Berliner Textil-Studierenden und solchen aus angrenzenden Bereichen ein innovatives Arbeitsumfeld bieten. Der Zugang zu den Maschinen des TPL ist für Studierende eine einzigartige Chance, um verschiedene Technologien kennenzulernen und praktisch umzusetzen. Zugleich lassen sich Prozessketten und Schnittstellen zwischen Textildesign, Technologie und Wissenschaft erproben.

Im Innovationslab stehen Maschinen zum Sticken, Stricken, Spinnen und weiteren (textilen) Technologien. Sticken ist ein ideales Verfahren, um Textilien mit strom- oder wärmeleitender Funktion auszustatten und eignet sich somit für e-textiles Prototyping. Ein weiterer Vorteil ist die Verbindung dekorativer Elemente mit funktionalen Möglichkeiten. Als flächenbildende Textiltechnologie wird zudem auf Strickerei fokussiert. Mit der digital gesteuerten Strickmaschine können in kurzer Zeit textile Prototypen gefertigt und getestet werden.

Besonders erfreut ist Sigrid Rotzler darüber, dass der von IZM-Forscher*innen speziell für das TPL entwickelte E-Textile-Baukasten bereits mehrfach zum Einsatz kam. Dieser ermöglicht zuverlässige und hochfunktionale E-Textile Prototypen. Das Prototyping-Kit besteht aus einer Serie von elektronischen Modulen, LEDs und Sensoren, die händisch genauso wie maschinell aufgestickt werden können.

Prototyping für High-Tech-Textilien

Im TPL werden funktionsfähige E-Textile-Einzelstücke gefertigt. Im Fokus der Arbeit stehen der interdisziplinäre Entwicklungsprozess und der Transfer von Wissen. „Unser Ziel sind optisch und funktional stimmige E-Textil-Prototypen, die sowohl vom Design als auch der elektronischen Funktionalität den hohen Ansprüchen unser Partner, ob aus Industrie, Forschung oder Hochschule, entsprechen.“, so Rotzler.

Das vom WKD (Wissenschaft Kunst Design) Netzwerk der Fraunhofer Gesellschaft geförderte Projekt E:Space (in Kollaboration mit der KHB) nutz die Möglichkeiten des TPL voll aus. In Workshops mit internen und externen Expert*innen wurde in mehreren Stufen eine innovative E-Textile Anwendung im Bereich „New Work“, der Arbeitswelt im Wandel, definiert. Mit Methoden des Design Thinking wurden dafür Themenfelder wie „Neue Routinen“, „Adaptive Orte“ und „Wandelbare Objekte“ beleuchtet und Produktideen für smarte Textilien und deren mögliche Anwendungen skizziert. Im letzten Schritt wurde eine einzelne Anwendung ausgewählt: eine interaktive Laptopunterlage, welche die Kommunikation zwischen Kolleg*innen in neuen, hybriden, räumlich getrennten Arbeitssituationen unterstützen und verbessern soll. Diese wird derzeit im TPL als funktionaler Demonstrator realisiert und voraussichtlich Anfang 2023 in einer kleinen Veranstaltung im TPL präsentiert.

In interaktiven Workshops erarbeiten Wissenschaftler*innen des IZM und der KHB zusammen mit Partnern aus der Industrie, KMUs, Kunstschaffenden, Studierenden und Start-Ups textile Visionen mit elektronischen Funktionalitäten im TPL. 

Die begleitende Videodokumentation des Projekts zeigt die innovative Arbeitsweise von Expert*innen aus den Bereichen Arbeitswissenschaften, Kunst und Design und Elektronik. | © Fraunhofer IZM Textile Prototyping Lab

Auf die Frage, was sich das TPL-Team für das zweite Jahr vorgenommen hat, erläutert Rotzler: „Auf jeden Fall wird es weitere Workshops geben und wir werden unsere Kenntnisse im Umgang mit den Maschinen erweitern und vertiefen. Zudem sind wir dabei, uns noch stärker mit anderen Textile Labs auf europäischer Ebene zu vernetzen und unsere Ideen und Erfahrungen auszutauschen. Hinzu kommt natürlich die Umsetzung innovativer Textil- und E-Textile Projekten im Rahmen von Industrieaufträgen.“

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Finanziert wurde Projekt Textile Prototyping Lab bis zum Ende seiner Laufzeit im April 2022 durch futureTEX, das beim Programm „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gewonnen hat.

Das Projektkonsortium futureTEX verfolgt das Ziel, die führende Position bei der Umsetzung der vierten industriellen Revolution im Textilmaschinenbau und in der Textilindustrie zu erringen und damit beispielhaft bis 2030 das modernste textilindustrielle Wertschöpfungsnetzwerk Europas aufzubauen.

Mit der Entwicklung eines Zukunftsmodells werden die Forschungsschwerpunkte Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft, kunden-integrierte flexible Wertschöpfungsketten, textile Zukunftsprodukte, Wissens- und Innovationsmanagement sowie Arbeitsorganisation und Nachwuchssicherung gemeinschaftlich mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft bearbeitet.

Das Konsortium umfasst aktuell über 300 involvierte Partner, darunter 70 Prozent aus der Industrie. Das Projekt futureTEX ist Preisträger im Wettbewerb „Ausgezeichneter Ort“ im Land der Ideen 2016.

Bilder: Textile Prototyping Lab

Blogbeitrag wurde am 27. März 2024 aktualisiert.