Die Zukunft der Wearables? Intelligente, bequeme Kleidung

Heute werden nicht nur Ihre Haushaltsgeräte, sondern sogar Ihre Kleidung intelligent. Von Jacken, Socken, Handschuhen und Hüten bis hin zu BHs wird fast jedes Kleidungsstück mit Technologie ausgestattet, die uns hilft, unsere Aktivitäten und Vitalwerte zu verfolgen, um ein gesundes Leben zu führen.

Der aufkommende Trend zu intelligenten Stoffen verspricht Kleidungsstücke, die dieselben Aufgaben wie Smartwatches übernehmen können. Er findet Anwendung bei Sportlern, Gesundheitsdienstleistern und dem Militär.

Der Markt für intelligente Wearables ist tatsächlich ein schnell wachsender. Im Jahr 2024 hat der globale Wearables‑Markt laut den neuesten Daten des International Data Corporation (IDC) Worldwide Quarterly Wearable Device Tracker die Marke von 534 Millionen Einheiten überschritt 534 Millionen Einheiten, was einem Jahreswachstum von 5,4 % entspricht.

Dieser Trend wird hauptsächlich von Smartwatches angetrieben, die im vergangenen Jahr einen Rückgang von 4,5 % verzeichneten. Hearables hingegen wuchsen um 8,9 %. Im kommenden Jahr wird von beiden ein weiteres Wachstum erwartet, ebenso wie von Ringen und Brillen.

Auch bei intelligenter Kleidung wird ein Anstieg prognostiziert, wenn auch mit geringerer Rate. Das ist verständlich, da intelligente Kleidung noch überwiegend in der Entwicklungsphase ist.

Fortschritte bei intelligenten Wearables werden durch Innovationen in Sensortechnologie, Big‑Data‑Analytik und Fertigungsprozessen vorangetrieben. Diese in Accessoires oder Kleidung integrierten Geräte können physiologische und Umgebungsdaten überwachen, aufzeichnen und übertragen und liefern wertvolle Informationen für Gesundheit, Fitness und Lifestyle‑Management.

Aber natürlich ist die Integration von Technologie wie Sensoren, elektronischen Geräten und anderen intelligenten Komponenten in unsere Alltagskleidung nicht einfach. Das ist nicht nur komplex, sondern würde die Kleidung auch teurer machen. Sie muss zudem den regulären Wasch‑ und Trocknungszyklen standhalten und dabei ihre Funktionalität behalten.

Neben der Haltbarkeit ist Komfort eine weitere Herausforderung. Sperrige Energiequellen und starre Sensoren machen intelligente Stoffe für den täglichen Gebrauch einfach unbequem.

Bei intelligenten Textilien sind die Methoden zur Integration von Sensoren in die Kleidung wichtige Faktoren, die die Leistung des Endprodukts beeinflussen.

Während traditionelle Methoden wie Weben, Nähen oder das Aufkleben funktionaler Teile wie Sensoren und leitfähiger Fäden direkt auf Stoffe verwendet werden, stoßen sie bei der Bereitstellung von Multifunktionalität an Grenzen. Diese traditionellen Verfahren sind zudem durch die Arten von Materialien, die verwendet werden können, eingeschränkt.

Daher haben Forscher verschiedene Methoden entwickelt, um Stoffe mit verbesserten Eigenschaften wie elektrischer Leitfähigkeit herzustellen. Beispielsweise entwickelten sie funktionale Garne durch Beschichtung und funktionale Verbundfasern durch Faser‑spinnen.

Klicken Sie hier, um mehr über den intelligenten Stoff zu erfahren, der Wärme in Strom umwandelt.

3D‑Druck bietet transformative Fähigkeiten, aber nicht ohne Herausforderungen  

Unter den verschiedenen erforschten und entwickelten Techniken hat sich der 3D‑Druck als transformative Technologie herauskristallisiert.

3D‑Druck oder additive Fertigung ist eine der disruptivsten Technologien des letzten Jahrzehnts. In diesem Fertigungsprozess werden 3D‑Objekte schichtweise anhand eines digitalen Designs aufgetragen.

Die globale Marktgröße für 3D‑Druck wurde im Jahr 2024 auf 19,33 Mrd. $ im Jahr 2024 geschätzt und soll bis 2032 auf 101,74 Mrd. $ anwachsen, was einer CAGR von 23,4 % entspricht. Der 3D‑Druck‑Bereich wird von Nordamerika dominiert, das im Jahr 2024 einen Marktanteil von 41,4 % erlangte.

Angetrieben von der Fähigkeit der Technologie, komplexe und kundenspezifische Bauteile effizient zu produzieren, wodurch Kosten gesenkt und die Produktion beschleunigt wird, wird 3D‑Druck in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt, darunter Fertigung, Medizin, Materialwissenschaft, Konsumgüter, Automobilindustrie und Luft‑ und Raumfahrt.

Bei intelligenten Wearables und Textilien bietet 3D‑Druck die Möglichkeit, verschiedene Materialarten zu verarbeiten, komplexe Muster zu fertigen, Designs an individuelle Bedürfnisse anzupassen, Abfall während der Produktion zu reduzieren und Multifunktionalität zu ermöglichen.

3D‑Druck umfasst verschiedene Verfahren wie selektives Lasersintern (SLS), laminierte Objektfertigung (LOM), digitale Lichtverarbeitung (DLP), Stereolithografie (SLA), Direct Ink Writing (DIW) und Fused Deposition Modeling (FDM).

Diese Techniken verarbeiten verschiedene Materialien, darunter Pulvergranulate, photohärtende Harze, viskose Flüssigkeiten und geschmolzene Polymere.

Durch die Möglichkeit, komplexe Muster zu erstellen und multifunktionale Materialien anzuwenden, erleichtert 3D‑Druck die Herstellung anspruchsvoller intelligenter Wearable‑Systeme für Bewegungserfassung, Gesundheitsüberwachung oder chemische Detektion.

Neben der Minimierung von Abfall verkürzt es zudem die Produktionszeit kleiner Teile und steigert die Energieeffizienz.

Mit dieser Technologie haben Forscher funktionale Füllstoffe auf elastomere Trägermaterialien gedruckt und diese anschließend mittels Riemen, Armbändern oder Klebstoffen an der Haut befestigt, um Sensoren zu ermöglichen. Einige Klebstoffkomponenten können jedoch Hautreizungen verursachen, während Riemen Schwierigkeiten haben, einen festen Sitz zu erreichen, was die langfristige Nutzung der Wearables einschränkt.

Um besser auf die Anforderungen der Verbraucher einzugehen, entwickeln Ingenieure und Forscher 3D‑gedruckte intelligente Textilien, bei denen Geräte wie Schaltkreise, Elektroden und Sensoren direkt auf die bereits genutzten Stoffe gedruckt werden. Dies ermöglicht deren nahtlose Integration in reguläre Kleidung für kontinuierliche Überwachung.

Ein Großteil der Forschung in diesem Bereich konzentriert sich darauf, technologische Funktionalitäten in Textilien zu integrieren, jedoch wird kaum darauf geachtet, wie der Stoff passt, sich anfühlt und bei regulärem Gebrauch und Pflege hält.

Das bedeutet, dass trotz erheblicher Fortschritte der Ansatz weiterhin vor Herausforderungen steht, sowohl die gewünschten Funktionalitäten zu erreichen als auch die Flexibilität, Waschbarkeit und Haltbarkeit zu gewährleisten, die für Komfort und Pflege im täglichen Tragen erforderlich sind.

Das bedeutet, dass eine gedruckte Schicht, die die Flexibilität und Dehnbarkeit der Textilschicht nachbildet, Komfort bieten und ein Abblättern während des Gebrauchs verhindern muss. Damit sie lange hält, muss die gedruckte Schicht eine starke Bindung zur Textilschicht aufweisen. Kostengünstigkeit und Nachhaltigkeit sind weitere Faktoren, die in der modernen Fertigung berücksichtigt werden müssen.

Um all diese Eigenschaften zu erreichen, ist die Auswahl der 3D‑Drucktechnologie, des funktionalen Druckmaterials und des Textilsubstrats entscheidend.

Klicken Sie hier für eine Liste der Top‑Aktien im Bereich additive Fertigung & 3D‑Druck.

Nachhaltige 3D‑Ink‑Druck‑Methode bietet Komfort und Haltbarkeit 

Um die aktuellen Herausforderungen bei intelligenten Stoffen zu bewältigen, haben Forscher der Washington State University eine 3D‑Ink‑Druck‑Methode demonstriert, die auch nach wiederholtem Waschen und Abrieb gut funktioniert.

Veröffentlicht im ACS Omega¹‑Journal bietet dieser Fortschritt im Bereich intelligenter Stoffe Haltbarkeit und Komfort sowie einen umweltfreundlicheren Prozess. Er zeigt ein enormes Potenzial, intelligente Wearables zur Realität zu machen.

Die Studie war Teil der Doktorarbeit der Hauptautorin Zihui Zhao, einer Studentin des korrespondierenden Autors Hang Liu, einem außerordentlichen Professor in der Abteilung für Bekleidung, Handel, Design und Textilien. Sie wurde teilweise durch ein Stipendium der National Science Foundation finanziert.

Liu arbeitet seit mehreren Jahren an verschiedenen Elementen intelligenter Stoffe und beschrieb vor einigen Jahren ein Fiber, das die Flexibilität von Baumwolle und die elektrische Leitfähigkeit eines Polymers kombiniert und potenzielle Anwendungen in der Wearable‑Technologie hat.

In der neuesten Studie nutzten die Forscher die DIW‑Methode, um leitfähige Materialien auf Stoffe zu drucken. Diese Materialien können Strom leiten, indem sie Elektronen frei und flüssig von einem Punkt zum anderen fließen lassen, sofern sie an eine Stromquelle angeschlossen sind.

Direct Ink Writing ist ein extrusionsbasiertes 3D‑Druckverfahren, bei dem die flüssige „Tinte“ mit einer kontrollierten Flussrate abgegeben wird. Diese Drucktechnik wird üblicherweise zur Herstellung von 3D‑Batterie‑ und Superkondensator‑Elektroden verwendet.

Sie bietet eine höhere Druckauflösung als FDM und ist kostengünstiger und weniger komplex als andere Druckverfahren.

Die Fähigkeit von DIW, eine Lösung zu drucken, ist ein erheblicher Vorteil in der Entwicklung intelligenter Wearables, da verschiedene funktionale Materialien leicht in einem Lösungsmittel als Drucktinte gelöst werden können. Die Vorbereitung einer Lösung ist zudem viel einfacher als die Herstellung eines Filaments für den FDM‑Druck.

Allerdings weist die erzeugte Lösung eine höhere Fließfähigkeit als ein geschmolzener Polymer auf, was zu komplexen Wechselwirkungen zwischen der gedruckten Lösung und dem Stoffsubstrat führen kann.

Die viskoelastischen Eigenschaften der Lösung, die Stoffstrukturen und die Kompatibilität mit dem Druckmaterial spielen hier eine wichtige Rolle und können den Druckprozess sowie die Leistung des gedruckten Stoffes beeinflussen.

Für das Drucksubstrat verwendete die Studie handelsübliche Stoffe, während Kohlenstoffnanoröhren (CNT), gelöst in einer Lösung von Poly(butylensuccinat) (PBS), als Drucktinte zum Entwickeln leitfähiger 3D‑gedruckter Stoffe eingesetzt wurden. Polybutylensuccinat ist ein biologisch abbaubarer Polyester, der mit Naturfasern kompatibel ist.

Um PBS zu lösen und CNT zu dispergieren, nutzten sie ein biobasiertes, biologisch abbaubares und ungiftiges Lösungsmittel namens Dihydrolevoglucosenon, das unter dem Handelsnamen Cyrene vermarktet wird.

Durch den Ersatz der üblich verwendeten toxischen Lösungsmittel für die PBS‑Verarbeitung durch Cyrene stimmt die Studie „mit den Prinzipien der grünen Chemie und nachhaltigen Fertigungspraktiken überein und fördert den insgesamt umweltfreundlichen Ansatz dieser Forschung.“

Das Team testete anschließend die Leistungsfähigkeit ihrer Lösung, indem sie verschiedene Konzentrationen von Drucktinten auf zwei unterschiedlichen Stoffen anwendeten. Einer war ein Baumwollstoff, der andere ein Polyester‑/Baumwoll‑Mischgewebe.

Die gedruckten Stoffe zeigten hervorragende mechanische Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Dehnungsfaktor und Stabilität bei wiederholten Belastungen, was ihr Potenzial für den Einsatz in intelligenten Wearable‑Geräten unterstreicht.

Zudem zeigten die Stoffe bei kleinen Dehnungen von 2 % und 5 % unterschiedliche relative Widerstandsreaktionen: Der 100 %ige Baumwollstoff und das Polyester‑Baumwoll‑Mischgewebe (65 %‑35 %) demonstrierten ihr Potenzial für verschiedene Anwendungen in Dehnungs‑ und Bewegungssensor‑Technologien.

Gleichzeitig verbesserte die Fähigkeit der Lösung, zwischen den Garnen in den Stoff einzudringen und mit den Fasern zu binden, die Waschbarkeit und Abriebbeständigkeit der Stoffe, was die Vorteile der DIW‑Drucktechnologie bei der Entwicklung textilbasierter Sensoren für intelligente Wearables verdeutlicht.

Der Stoff zeigte auch nach zwanzig Wasch‑ und Trocknungszyklen weiterhin gute Leistungen. Darüber hinaus überstand er erfolgreich 200 Abriebzyklen und 500 Zug‑Zyklus‑Tests, ohne Kratzer oder Risse auf den Oberflächen zu entwickeln.

Klicken Sie hier, um mehr über die intelligenten Kleidungsstücke für Motion‑Capture zu erfahren, die Sport und Physiotherapie verändern.

In Wearable‑Technologie investieren

Im Bereich der Wearable‑Technologie ist ein prominenter Name, der diesen Bereich anführt, kein anderer als der Technologieriese Apple (AAPL ). Vor fast einem halben Jahrhundert gegründet und bekannt für seine Unterhaltungselektronik und Software, hat Apple in den letzten Jahrzehnten erheblich gewachsen.

Heute entwirft, fertigt und vermarktet das Unternehmen Smartphones, Tablets, Personal Computer, Wearables und Zubehör. Zu den von Apple angebotenen Produkten gehören iPad, iPhone, Mac sowie Wearables, Home und Accessories, während die Softwareplattformen iPadOS, iOS, macOS, visionOS, watchOS und tvOS umfassen.

Apple verkauft zudem verschiedene zugehörige Dienste, darunter Cloud‑Dienste, Zahlungsdienste, digitale Inhalte, Werbung und AppleCare. Digitale Inhalte werden hingegen über abonnementbasierte Dienste wie Apple Music, Apple TV+, Apple Arcade, Apple News+ und Apple Fitness+ angeboten.

Apple Inc. (AAPL )  

Heute sprechen wir über Wearables, und Apple trat erstmals 2014 mit seiner ersten Apple Watch in diesen Markt ein. Während des jüngsten Ergebnisaufrufs sprach CEO Tim Cook darüber, dass die Apple Watch Series 10 zu einem wesentlichen Bestandteil der Gesundheits‑ und Fitnessreise der Menschen wird.

Laut Kevan Parekh, Senior Vice President und Chief Financial Officer, hat die installierte Basis der Apple Watch ein neues Allzeithoch erreicht. Nicht nur kauften mehr als die Hälfte der Kunden, die im zweiten Quartal 2025 eine Apple Watch erwarben, das Produkt neu, sondern Parekh sagte, 

„Die Kundenzufriedenheit für die Watch in den USA wurde kürzlich mit 95 % gemessen.“

Es war ein später Einstieg für Apple, da der Markt bereits mit etablierten Akteuren gesättigt war, doch es dauerte nicht lange, bis das Unternehmen den Bereich mit seinen Smartwatches, AirPods und Head‑Mounted‑Devices (HMDs) dominierte.

Im Laufe der Jahre tätigte Apple mehrere Übernahmen, darunter das AR‑Unternehmen Metaio im Jahr 2015, das Eye‑Tracking‑Technologieunternehmen SensoMotoric Instruments und das Augmented‑Reality‑Headset‑Startup Vrvana im Jahr 2017 sowie die VR‑Startups NextVR und Spaces im Jahr 2020, um seine Bemühungen voranzutreiben.

Laut IDC betrug Apples Marktanteil im Bereich Wearables im 4. Quartal 2024 nun 23,8 %.

Im Rahmen der Wearables‑Division verzeichneten die Verkäufe von Apple Watch, AirPods und Zubehör einen Umsatzrückgang von 5 % gegenüber dem gleichen Zeitraum des Vorjahres auf 7,52 Mrd. $, was auf die Einführung des Vision‑Pro‑Headsets im Vorjahresquartal zurückgeführt wird.

Mit VisionOS 2.4 wird Apple bald das erste Set an KI‑Funktionen für Vision‑Pro‑Nutzer freischalten. Das Unternehmen wird zudem eine kuratierte und regelmäßig aktualisierte Sammlung räumlicher Erlebnisse über die Spatial‑Gallery‑App anbieten.

Der zukünftige Wearable‑Fahrplan des Unternehmens wird voraussichtlich auch KI‑gestützte Smart‑Glasses, einen Fitness‑Ring und AirPods mit Kameras umfassen. Bloomberg berichtete, dass beide sich jedoch noch in der Explorationsphase befinden.

Laut Berichten von Bloomberg‑Reporter Mark Gurman und Analyst Ming‑Chi Kuo testet Apple derzeit Möglichkeiten, visuelle Intelligenz nicht nur in AirPods, sondern auch in der Apple Watch zu integrieren. Kleine Kameras in zukünftigen Versionen dieser Wearables könnten voraussichtlich 2027 auf den Markt kommen.

Als eine der wertvollsten Marken der Welt weist Apple eine Marktkapitalisierung von 3,15 Billionen $ auf, wobei die Aktien zum Zeitpunkt dieses Schreibens bei 208,13 $ gehandelt werden, ein Rückgang von 15,64 % im Jahresverlauf. Das EPS (TTM) beträgt 7,08, das KGV (TTM) 29,84 und die Eigenkapitalrendite (ROE) (TTM) 152,55 %. Der Technologieriese zahlt zudem eine Dividendenrendite, wenn auch nur 0,49 %.

Finanziell berichtete Apple am 2. Mai über die Ergebnisse des zweiten Quartals des Geschäftsjahres 2025, das am 29. März 2025 endete, und zeigte einen Umsatz von 95,4 Mrd. $, ein Jahreswachstum von 5 %.

Daraus ergeben sich 46,84 Mrd. $ Umsatz aus dem iPhone, 7,95 Mrd. $ aus Mac‑Produkten und 6,4 Mrd. $ aus iPad‑Umsätzen. Der Service‑Umsatz betrug 26,65 Mrd. $, während der Umsatz aus Wearables 7,52 Mrd. $ ausmachte.

„Beachten Sie, dass wir im Vergleich zur Einführung des Apple Vision Pro im Vorjahresquartal sowie zur im letzten Jahr gestarteten Watch Ultra 2 vor größeren Herausforderungen standen.“

– Parekh

Bemerkenswert ist jedoch, dass „Dank unserer hohen Kundentreue und Zufriedenheit die installierte Basis aktiver Geräte erneut ein neues Allzeithoch in allen Produktkategorien und geografischen Segmenten erreicht hat.“

Der verwässerte Gewinn pro Aktie für das Quartal betrug 1,65 $, ein Anstieg von 8 % gegenüber dem Vorjahr. Apples starke Quartalsergebnisse, einschließlich eines zweistelligen Wachstums im Bereich Services, kamen trotz der durch Zölle verursachten Unsicherheit.

Zum Einfluss der Zölle auf das Geschäft sagte CEO Cook, dass er „begrenzt“ sei, da das Unternehmen seine Lieferkette optimiert habe.

„Wir werden das Unternehmen wie immer mit durchdachten und bewussten Entscheidungen führen, mit Fokus auf langfristige Investitionen und mit Engagement für Innovation und die daraus entstehenden Möglichkeiten. Wenn wir nach vorn blicken, bleiben wir zuversichtlich.“

– Tim Cook on the earnings call

Das EPS‑Wachstum und der operative Cashflow von 24 Mrd. $ ermöglichten es Apple, 29 Mrd. $ an die Aktionäre zurückzugeben. Das Unternehmen erhöhte zudem die Bardividende um 4 % auf 0,26 $ pro Aktie und kündigte ein zusätzliches Programm zum Rückkauf von bis zu 100 Mrd. $ seiner Stammaktien an. Cook sagte:

„Wir planen weiterhin jährliche Dividendenerhöhungen.“

Interessanterweise berichtete Apple, dass es seine CO₂‑Emissionen in den letzten zehn Jahren um 60 % reduziert hat.

Fazit

Während Smartwatches die am häufigsten genutzte Wearable‑Technologie sind, erforschen Wissenschaftler ständig neue Wege, Sensoren zu integrieren, um wichtige Gesundheitsmetriken in anderen Bereichen unseres Lebens, wie Kleidung, zu überwachen.

Intelligente Textilien sind jedoch deutlich schwieriger, da sie nicht nur Komfort gewährleisten, sondern auch regelmäßiger Nutzung und Pflege standhalten und dabei ihre Leistung beibehalten müssen. Die neueste Forschung mit ihrem DIW‑3D‑Druck markiert einen bedeutenden Meilenstein für tragbare Stoffe, da sie Flexibilität, Komfort und Haltbarkeit bietet, ohne die Sensingleistung zu beeinträchtigen.

Im Laufe der Zeit, wenn die Technologie besser, kostengünstiger und skalierbarer wird, könnten wir sehen, dass intelligente T‑Shirts oder Socken breite Akzeptanz finden und ein täglicher Bestandteil unseres Lebens werden.

Klicken Sie hier für eine Liste der Top‑Unternehmen im Bereich tragbare Gesundheits‑Tracking‑Lösungen, in die Sie investieren können.

Studien Referenziert:

1. Zhao, Z., Liu, W., & Liu, H. (2025). Flexible und langlebige Direct Ink Writing 3D‑gedruckte leitfähige Stoffe für intelligente Wearables. ACS Omega, 10(14), 14138–14149. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c11367