Flexible Strukturen

 

Im Zentrum unserer Arbeiten steht die Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung (MMSO) der Dynamik von Fäden, Fasern und Filamenten. Der Anwendungsfokus liegt hierbei auf der Auslegung von industriellen Produktionsprozessen technischer Textilien.

Im Rahmen mehrjähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind ausgefeilte Softwarelösungen entstanden:

  • die MATLAB/FLUENT Toolbox VisFiD (Viscous Fiber Dynamics) zur Simulation eines breiten Spektrums von Spinnprozessen
  • FIDYST (Fiber Dynamics Simulation Tool) ist C++-basiert und dient zur Berechnung der Fadendynamik in turbulenten Strömungen. FIDYST erlaubt im Ergebnis die virtuelle Generierung und simulationsbasierte Optimierung kompletter Vliesstrukturen.

Beide Softwaretools werden von uns zur Problemlösung in Projekten der industriellen Auftragsforschung eingesetzt. Die Weiterentwicklung der Werkzeuge greift beständig neuste Forschungsergebnisse aus parallel angelegten Promotionsprojekten auf.

Ein Forschungsschwerpunkt ist dabei die Behandlung der vollständigen Kopplung von Filament- und Strömungsdynamik durch numerische Homogenisierungsansätze für die Filamentdynamik.

Über die genannten Aspekte hinaus zielt der Schwerpunkt auch auf diverse Produktionsschritte der Vorverarbeitung und Nachbearbeitung in den Produktionsketten technischer Textilien. Unser Angebot richtet sich sowohl an Produzenten als auch an den zugehörigen Maschinenbau.

 

Beispielprojekte

 

Airlay-Prozesse

Zur optimalen Auslegung von Airlay-Prozessen haben wir in enger Kooperation mit dem Maschinenhersteller Autefa Solutions den Airlay-Prozess K12 simuliert.

 

Spunbond-Prozesse

Spunbond-Prozesse sind industrielle Produktionsprozesse zur Herstellung von Vliesstoffen. Um Fragen rum um diesen Prozess zu beantworten, simulieren wir die komplette Spunbond-Anlage.

 

Spinnprozesse

In den letzten Jahren haben eine Reihe von Forschungsaktivitäten am Fraunhofer ITWM die Grundlage für eine umfassende Simulation von Spinnprozessen geliefert.

 

Simulation Nadeleinstichmuster

Die Vernadelung von Vliesstoffen ist ein Verfahren zur Vliesverfestigung. Wir haben ein Simulationstool entwickelt, mit dem der Prozess optimiert wird.