Inteligentne tekstylia: funkcjonalnie zintegrowana technologia tekstylna dla przemysłu i producentów OEM

Inteligentne tekstylia (znane również jako inteligentne tekstylia, e-tekstylia lub tekstylia inteligentne) to tekstylia o zintegrowanych funkcjach technicznych. Przewodzące nici, druty lub włókna są wbudowywane w materiał bazowy za pomocą haftu technicznego lub innych procesów tekstylnych. Tekstylia te ogrzewają, mierzą, przewodzą lub transmitują, nie tracąc przy tym elastyczności i sprężystości. W przemyśle są wykorzystywane jako elementy grzejne, czujniki, elektrody lub ścieżki przewodzące w produktach producentów OEM z branży technologii medycznej, motoryzacyjnej i inżynierii mechanicznej.

W urządzeniu noszonym (na przykład smartwatchu) elektronika stanowi oddzielny element przymocowany do podłoża lub na nim zamontowany. W przypadku inteligentnych tekstyliów funkcja techniczna jest zintegrowana bezpośrednio ze strukturą tkaniny. Materiały przewodzące stanowią część tkaniny, a nie są przyklejane ani przyszywane. Dzięki temu zachowane zostają właściwości tekstylne: materiał pozostaje elastyczny, rozciągliwy, a w wielu przypadkach nadaje się do prania.

Inteligentna odzież (zwana również inteligentną odzieżą lub inteligentną odzieżą) to odzież ze zintegrowaną elektroniką, przeznaczona dla konsumentów końcowych, taka jak podgrzewane kurtki czy koszulki sportowe z czujnikiem tętna. Inteligentne tekstylia w kontekście przemysłowym idą o krok dalej: zawierają funkcjonalne elementy tekstylne, takie jak elementy grzejne, czujniki, elektrody i ścieżki przewodzące, które producenci OEM integrują we własnych produktach. Embro opracowuje i produkuje te przemysłowe inteligentne tekstylia, a nie produkty dla konsumentów końcowych.

Aktywne, inteligentne tekstylia integrują komponenty elektroniczne bezpośrednio z materiałem tekstylnym. W przeciwieństwie do pasywnych, inteligentnych tekstyliów (na przykład tkanin absorbujących promieniowanie UV lub powłok antybakteryjnych), wersje aktywne zawierają czujniki, siłowniki lub ścieżki przewodzące, które przetwarzają sygnały elektryczne. Przykładami są tekstylne elementy grzejne o zdefiniowanych ścieżkach rezystancji, tekstylne czujniki ciśnienia do zastosowań ortopedycznych lub elektrody EMS do urządzeń terapeutycznych.

Cztery najpopularniejsze metody to haft techniczny, tkanie/dziewiarstwo, drukowanie farbami przewodzącymi oraz laminowanie/klejenie. Haft techniczny oferuje największą swobodę w zakresie geometrii i wyboru materiałów: nici od 0,04 mm, stal nierdzewna, srebro, węgiel i inne materiały można nanosić na dowolne podłoże. Metoda ta nadaje się zarówno do prototypów, jak i dużych serii produkcyjnych.

Zastosowania przemysłowe inteligentnych tekstyliów znajdują się przede wszystkim w technice medycznej (elektrody tekstylne, maty cewkowe do urządzeń terapeutycznych), sektorze motoryzacyjnym (ogrzewanie akumulatorów, ogrzewanie foteli, elementy grzejne wnętrza), inżynierii mechanicznej (ciepło procesowe, rękawy grzewcze, ogrzewanie szaf sterowniczych) oraz transporcie i logistyce (ogrzewanie podłogowe w pojazdach, ogrzewane kontenery transportowe). Inne obszary zastosowań obejmują bezpieczeństwo pracy, sport i inteligentne życie.

Typowy proces obejmuje pięć etapów: analizę wymagań (geometria, funkcja, materiał, ilość), projektowanie CAD funkcjonalnego elementu tekstylnego, produkcję prototypu do walidacji w ramach procesu klienta, optymalizację w oparciu o wyniki testów oraz produkcję seryjną. W Embro wszystkie etapy odbywają się w zakładzie Auerbach w regionie Vogtland. Czas od wstępnej konsultacji do zatwierdzonej produkcji seryjnej zależy od złożoności zastosowania i wymogów regulacyjnych.

Firma Embro produkuje inteligentne tekstylia w małych i dużych seriach na tych samych maszynach hafciarskich. Produkcja sterowana technologią CAD/CAM eliminuje koszty oprzyrządowania i nie wymaga minimalnych ilości zamówień początkowych. Dzięki temu proces nadaje się do prototypów, pierwszych próbek i serii pilotażowych, zanim klient przejdzie do produkcji na dużą skalę.