Technologiesprung durch Simulation von Fadendynamiken

Aussagen über das Filamentnetzwerk im Vliesstoff durch mehr oder weniger wirre Überlagerung Tausender von Filamenten sind nur möglich, wenn die aus dem Ablageprozess resultierenden Eigenschaften bekannt sind. Dazu wird die Dynamik der Filamente unter Einbeziehung der stochastischen Einflussfaktoren durch Turbulenzen in der umgebenden Luftströmung sowie durch die Ablage modelliert und simuliert. Die Akkumulation dieser Effekte führt letztlich zur wirren Ablage. Durch Einführung eines geeigneten Ersatzmodells lässt sich die Ablage schließlich als stochastischer Prozess beschreiben, der sich nur in der Ebene des Bandes abspielt. Die Erfassung der Filamentdynamiken in einem eindimensionalen Modell macht diese für realistische Simulationen zugänglich. Durch Verknüpfung der Berechnung der Luftströmung mit Hilfe von Standardtools mit Simulationen der Filamentdynamiken durch FIDYST können ganze Filament vorhänge untersucht werden. Die resultierenden simulierten Ablagestrukturen erlauben eine Prognose der zu erwartenden Vliesstoffeigenschaften. Durch ein vereinfachtes stochastisches Ablagemodell ist es darüber hinaus möglich, die Wirkung der Luftturbulenzen auf den eigentlichen Ablageprozess mit wenigen stochastischen Kenngrößen zu charakterisieren. Auf Basis dieser Größen ist eine signifikante Verbesserung der Prozesseigenschaften möglich. Weitere Perspektiven ergeben sich durch die Bewertung neuer Ablageprinzipien und Verbesserungsideen ohne diese bereits real umsetzen zu müssen oder überhaupt zu können. Simulationen von Fadendynamiken bilden damit zusammen mit dem technologischen Knowhow von Industriepartnern die Basis, um weitere Technologiesprünge zu erreichen.