Flexible Strukturen

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

Im Rahmen mehrjähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind bei uns 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 »Flexible Strukturen« auch auf diverse Produktionsschritte der Vorverarbeitung und Nachbearbeitung in den Produktionsketten technischer Textilien.
Unser Angebot richtet sich sowohl an Produzierende als auch an den zugehörigen Maschinenbau.

Simulation von Produktionsprozessen aller Art

Im Folgenden finden Sie Beispielprojekte aus der Industrie, aber auch öffentlich-geförderte Projekte zu den unterschiedlichsten Prozessen im Bereich der technischen Textilien und »flexiblen Strukturen«. Ein Schwerpunkt liegt u.a. in der Simulation von Spinnprozessen. Betrachtet man den methodischen Aspekt spielt zudem der Einsatz von ML (Maschinellem Lernen) in unserer Arbeit mit der Textilindustrie eine immer größere Rolle.

Beispielprojekte

 

Dank Simulation nicht den Kunstoff-Faden verlieren

Im Projekt BiGOFil arbeiten wir gemeinsam mit unseren Partnern daran, die Effizienz von ölabscheidenden Gasfiltern zu erhöhen.

 

Digitaler Zwilling optimiert Vliesstofproduktion

Im Projekt ViDestoP steht die ganze Kette der Vliesstoffproduktion im Fokus unserer Forschung.

 

ProQuIV: Produktion von Vliesstoffen

Wir optimieren die gesamten Produktionskette von Vliestoffen mittels Lernverfahren und Prozesssimulation.

 

Simulation von Meltblown-Prozessen

Meltblown-Prozesse sind Prozesse zur Herstellung von Feinstfaser-Vliesstoffen. Dabei simulieren wir u.a. die hochgradige Filamentverstreckung durch heiße, schnelle und turbulente Luftströmung.

 

Simulation von Airlay-Prozessen

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

 

Simulation von Spunbond-Prozessen

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

 

Garnspulen virtuell färben und optimieren

Wir entwickeln einen Algorithmus, der eine virtuelle Spule simuliert und deren Dichte berechnet. So werden die Einstellungen der Spulmaschinen optimiert und die Färbung verbessert.

 

Maschinelles Lernen in der Textilindustrie

Wir entwickeln und verwenden einen hybriden Ansatz, um Produktionsprozesse in der Textilindustrie mit ML-Methoden zu optimieren.

Projekte und Anwendungen zu Spinnprozessen

 

Trockenspinnprozesse

Wir haben in mehrjähriger Forschung und Entwicklung ein Simulationswerkzeug entwickelt, das Trockenspinnprozesse mit Hunderten oder Tausenden von Fasern abbildet.

 

Virtuelles Spinnen

Im Projekt VISPI entwickeln wir im Verbund eine Simulationssoftware, mit der ein breites Spektrum von Spinnprozessen virtuell abgebildet und untersucht werden kann.

 

Spinnprozesse am Anwendungsbeispiel Glaswolle

Zusammen mit industriellen Partnern haben wir dieses Simulationsprinzip für unterschiedliche Spinnprozesse eingesetzt.