Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Turbulente Fäden

02.08.2006
Von der Autoinnenverkleidung bis zur Windel - überall werden Vliese gebraucht. Ziel der Hersteller ist es, immer strapazierfähigeres Gewebe mit möglichst wenig Kunststoffmaterial herzustellen. Ein Simulationsmodell soll helfen, die Vliesherstellung zu optimieren.

Vliesstoffe gehören zu den Dingen, die jeder braucht, aber kaum jemand wahrnimmt. Vliese halten Windeln zusammen, dämmen Mauerwerk und werden zum Auspolstern von Autotürverkleidungen genutzt. Je nach Verwendungszweck ändern sich die Ansprüche: Als Dämmstoff muss das Vlies überall gleich dicht sein, bei Windeln darf es nicht reißen. Die Hersteller wollen diese Ansprüche mit möglichst wenig Material erfüllen. Tatsächlich sind Windelvliese heute deutlich dünner als noch vor zehn Jahren und dennoch strapazierfähiger.


Vom Faden zum Vlies: Die Simulation zeigt, wie eine chaotische Vliesstruktur entsteht. © Fraunhofer ITWM

Die Optimierung der Vliesproduktion hat es jedoch in sich: Vliesstoffe entstehen aus hauchzarten Kunststofffäden, die von Tausenden kleiner Düsen hergestellt werden. Durch einen Luftstrom werden diese "Filamente" in die Länge gezogen und schließlich - Filament für Filament - auf einer Art Förderband abgelegt. Ganz ohne Weben und Strickerei entsteht dabei die zarte Vliesschicht. Das Problem: Die flatternden Fäden im turbulenten Luftstrom lassen sich schwer steuern. Sie bewegen sich zufällig, verteilen sich stochastisch nach den Gesetzen der Wahrscheinlichkeitsrechnung auf dem Förderband.

Die Gruppe um Dr. Dietmar Hietel vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern untersucht und berechnet die turbulente Entstehung der Vliese und simuliert sie im Computer. Dafür entwickelte das Fraunhofer-Team mathematische Modelle und das Simulationstool FIDYST. Mit ihm lassen sich Fadenbewegungen und Dichteverteilungen simulieren - allerdings nur in bunten Farben. "Mit diesen farbigen Bildern können Vliesexperten nicht viel anfangen. Für sie ist eine reale Darstellung der weichen Vliesstruktur wichtig", sagt André Stork vom Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt. Er hat jetzt die Simulationssoftware IFX entwickelt, die die Dichtebilder weiter verarbeiten kann und am Ende die chaotische Vliesstruktur täuschend real abbildet.

Das ehrgeizige Ziel, die Simulation so einzustellen, dass ein ideales Vlies entsteht, war damit erreicht. Und tatsächlich lassen sich mit Hilfe des Simulationsprogramms auch reale Maschinen steuern. Zusammen mit dem Maschinenhersteller Neumag aus Neumünster wollen die Forscher künftig Vliesanlagen optimieren.

Marion Horn | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2006/08/Mediendienst82006Thema3.jsp

Weitere Berichte zu: Fäden Graphische Datenverarbeitung Vlies Vliesstruktur

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Mitarbeiter der Hochschule Ulm entwickeln neue Methode zur Desinfektion von Kontaktlinsen
17.07.2017 | Hochschule Ulm

nachricht Form aus dem Vakuum: Tiefziehen von Dünnglas eröffnet neue Anwendungsfelder
07.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Robuste Computer für's Auto

26.07.2017 | Seminare Workshops

Läuft wie am Schnürchen!

26.07.2017 | Seminare Workshops

Leicht ist manchmal ganz schön schwer!

26.07.2017 | Seminare Workshops