Entwicklung einer Material-Struktur-Symbiose für gripoptimierte Oberflächen

AUFGABENSTELLUNG

Im August 2016 hat die Inter­nationale Hand­ball­föderation (IHF) das künftige Verbot des derzeitigen Einsatzes von Harzen zur verbesserten Ball­griffig­keit und -kontrolle angekündigt. Der Verzicht des Harzes setzt jedoch voraus, dass die Ball­ober­fläche permanente Haft­eigen­schaften analog dem bisherigen Haft­mittel besitzt, damit der Spiel­ablauf nicht negativ beein­flusst wird. Bevor das Verbot durch den IHF-Kongress offiziell erlassen werden kann, bedarf es somit der erfolg­reichen Entwick­lung und Testung eines geeigneten, harz­freien Hand­balles. Das Problem bei der Entwick­lung von grip­opti­mierten Ober­flächen, wie beispiels­weise dem Hand­ball, besteht darin, dass haftende Ober­flächen prinzipiell zum Verschmutzen neigen, wodurch die Adhäsion über die Nutzungs­dauer bzw. den Spiel­ablauf stark verringert wird.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch Verfahren zur Erzeugung von Material-Struktur-Symbiosen Grund­lagen­wissen für die Entwick­lung neuer, in der Mensch-Technik-Umwelt-Interaktion einsetz­barer Produkte für grip­opti­mierte Ober­flächen zu generieren. Diese sollen insbesondere am komplexen Anforderungs­profil des Technologie­demonstrators Hand­ball Anwendung finden. Ausgehend von einem zu erstellenden Anforderungs­profil für grip­opti­mierte Ober­flächen werden haft­fördernde Ober­flächen­topo­graphien in Form von verschiedenen Saug­napf­struk­turen aus bionischen Ansätzen entwickelt und simuliert. Mit Hilfe der FEM-Simulation werden durch Variation von Strukturen, Struktur­größen und Struktur­verteilungen die optimalen Haftungs­parameter ermittelt. Die Einbringung der Strukturen erfolgt mittels Laser- und Replikations­technologie in ein spezielles Kunst­leder, welches einen guten Griff, eine hohe Abrieb­festigkeit, gute Präg­barkeit und gute Reinigungs­eigenschaften aufweisen soll.

NUTZEN | AUSBLICK

Durch die Umsetzung der Projekt­ergebnisse im Bereich der Auslegung, Struk­turierung und Ausrüstung von Kunst­leder kann eine Viel­zahl an Branchen profitieren. Dazu gehören Unter­nehmen aus den Bereichen: Sport­artikel, Maschinen­bau, Medizin­technik, Transport, Automati­sierung und Robotik, Beschichtung und Bekleidung. Mit dem vermittelten Know-how und der entwickelten Methodik werden Firmen in die Lage versetzt, ihre derzeitige Prozess­kette in Bezug auf Optimierungs­potentiale zu prüfen. Dies betrifft insbesondere Firmen des Werkzeug- und Formen­baus, Anbieter von Dienst­leistungen zur Mikro­strukturierung und Repli­kation, Hersteller von Kunst­ledern sowie Konfektio­nierer zur Herstellung der End­produkte.