Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Alat simulasi untuk menghasilkan fabrik bukan tenunan yang cekap

Anonim

Kain tenunan tidak diperlukan untuk kehidupan seharian. Institut Fraunhofer telah membangunkan perisian yang menjadikan pengeluaran produk bukan tenunan lebih efisien dan fleksibel. Dengan alat FIDYST, mungkin pertama kali untuk mensimulasikan pergerakan gentian dalam arus udara bergolak. Inovasi sebenar - dan penemuan dalam teori yang berusia lebih seratus tahun.

iklan


Bahan bukan tenunan biasanya tersembunyi dan oleh itu tidak dapat dilihat. Walau bagaimanapun, jika anda mencari mereka, anda boleh menemui mereka di mana-mana: sebagai lapisan dalam jaket musim sejuk, sebagai padding di sofa, sebagai tikar kalis bunyi di dalam kereta, sebagai penebat di dinding rumah, sebagai penapis di hud dapur, seperti pad kosmetik di bilik mandi atau sebagai lapisan pemisah dalam kabel elektrik. Bukan tenunan bukan tenunan juga boleh didapati di lampin anak-anak kecil kita. Ia adalah bahan yang sangat serba boleh dan berprestasi tinggi yang sangat diperlukan dalam kehidupan seharian kita. Oleh itu, pengeluar tekstil dan jurutera mekanikal berminat untuk mengekalkan pengeluarannya sebagai cekap dan fleksibel yang mungkin.

Institut Fraunhofer untuk Matematik Perindustrian ITWM di Kaiserslautern telah membangunkan perisian khas yang dipanggil alat FIDYST (Fiber Dynamics Simulation Tool). Ia menyerupai pergerakan serat dalam aliran udara bergelora. Dalam penghasilan bahan bukan tenun, serat atau benang masing-masing terbentang dengan bantuan udara dan disimpan ke tali pinggang penghantar. Bergantung pada kelajuan dan suhu aliran udara, produk bukan tenunan dengan struktur yang dikehendaki, ketumpatan dan kekuatan keputusan. Satu aplikasi yang digunakan secara meluas adalah web rawak, di mana gentian individu memaparkan orientasi yang beragam, dengan itu membentuk web rawak yang serentak dan tegas.

Sebaiknya serat-serat bergerak dalam aliran udara dan di mana orientasi mereka mendarat di tali pinggang penghantar dikira oleh perisian simulasi FIDYST yang telah dibangunkan para penyelidik. Selepas mensimulasikan aliran udara, pengguna hanya perlu memasukkan sifat bahan gentian dalam perisian. Perisian itu kemudian meniru tingkah laku dinamik ribuan gentian. Malah campuran serat boleh disimulasikan dengan perisian. Hasilnya dapat dilihat dalam representasi tiga dimensi.

Dilengkapi dengan data ini, pengilang dapat, misalnya, memperbaiki aliran udara dengan cara yang disasarkan. Ini menghasilkan kain bukan tenunan dengan spesifikasi yang dikehendaki dan pada masa yang sama mengurangkan penggunaan tenaga dan bahan mentah. Simulasi perisian boleh mengira bahawa dengan mengubah konfigurasi mesin, serat yang lebih sedikit diperlukan untuk menghasilkan kain bukan tenunan dengan struktur dan kekuatan yang dikehendaki.

Alat Fraunhofer tidak hanya memberi manfaat kepada pengeluar tekstil yang ingin mengkonfigurasi mesin mereka dengan tepat untuk setiap produk bukan tenunan yang dikehendaki. "Jurutera mekanikal juga boleh menggunakannya untuk menghasilkan mesin yang cekap dan fleksibel, " jelas Dr. Simone Gramsch, Pengurus Projek FIDYST di ITWM.

Walaupun operasi pengkomputeran kompleks, FIDYST tidak bergantung kepada komputer yang mahal, berkinerja tinggi atau pusat data; alat ini berpuas hati dengan PC standard kelas prestasi tinggi dan berjalan pada kedua-dua Windows dan Linux.

Ciri unik Fraunhofer

Selepas pengiraan, data boleh dieksport dalam format "EnSight Gold Case" dan kemudian divisualisasikan dan dianalisis. Format ini adalah standard dalam aplikasi yang berurusan dengan visualisasi dan analisis dinamik aliran semua jenis, seperti dalam pesawat atau kejuruteraan automotif, tetapi juga dalam sukan atau perubatan.

Di sebalik FIDYST adalah perdana dunia yang sebenar. Buat pertama kali, ia mungkin dapat mensimulasikan dan meramal dinamik serat dalam arus udara. "Pembangunan itu adalah hasil penyelidikan selama beberapa tahun serta beberapa tesis doktoral, namun dengan FIDYST, kami mempunyai ciri unik, " kata pengurus projek Simone Gramsch. ITWM meluluskan perisian tersebut kepada jurutera mekanikal atau pengeluar tekstil. "Jika perlu, kami juga menawarkan FIDYST sebagai perkhidmatan, maka semua simulasi dilaksanakan pada komputer kami mengikut spesifikasi pelanggan, " kata Gramsch. Ini berguna apabila ia sangat kompleks dan, oleh itu, projek-projek komputer yang intensif.

Pencinta matematik mungkin tertarik dengan topik ini kerana alasan lain. Lebih dari 100 tahun yang lalu, ahli matematik Perancis Eugène dan François Cosserat bekerja pada persamaan untuk menggambarkan kelakuan bahan elastik. Teori Cosserat-Rods, dinamakan selepas mereka, akhirnya membentuk asas bagi penyelidik Fraunhofer.

Para penyelidik Fraunhofer akan membentangkan demo FIDYST pada pameran perdagangan bukan tenunan INDEX di Geneva (April 4 - 7, 2017).

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.