Vācu pētnieki izstrādā risinājumu neausto audumu ražošanas optimizēšanai

Saīsinājums ProQuIV apzīmē “Neausto infekciju kontroles apģērbu ražošanas un kvalitātes optimizāciju” (“Production and Quality Optimisation of Nonwoven Infection Control Clothing”). Pamatideja ir tāda, ka ražošanas procesa parametri tiek raksturoti attiecībā uz to ietekmi uz neaustā auduma vienmērīgumu, un šī ietekme pēc tam tiek saistīta ar gala produkta īpašībām, piemēram, aizsargmaskas, teikts Fraunhofer institūta preses relīzē.

Modeļu ķēde saista visus attiecīgos parametrus ar attēlu analīzi un izveido ražošanas procesa digitālo dvīni. Digitālais dvīnis nodrošina neausto materiālu ražošanas uzraudzību reāllaikā un automātisku vadību, tādējādi ļaujot izmantot optimizācijas potenciālu.

“Izmantojot ProQuIV, ražotājiem kopumā ir nepieciešams mazāk materiāla, un viņi ietaupa enerģiju. Un gala produkta kvalitāte ir garantēta visu laiku,” skaidroja Dr. Ralfs Kiršs, plūsmas un materiālu simulācijas nodaļas filtrācijas un atdalīšanas komandas vadītājs.

Jo efektīvāk temperatūra, gaisa ātrums un lentes ātrums ir savstarpēji saskaņoti, jo vienmērīgāks ir šķiedru sadalījums galā un līdz ar to jo homogēnāks materiāls izskatīsies, to pārbaudot caurlaidīgas gaismas mikroskopā. Tādējādi var identificēt gaišākas un tumšākas zonas – eksperti to sauc par duļķainību. Fraunhofer komanda ir izstrādājusi metodi duļķainības indeksa mērīšanai, pamatojoties uz attēla datiem. Gaišajām zonām ir zema šķiedru tilpuma attiecība, kas nozīmē, ka tās ir mazāk blīvas un tām ir zemāks filtrācijas ātrums. Tumšākajām zonām ir lielāks šķiedru tilpums un līdz ar to arī augstāks filtrācijas ātrums. No otras puses, augstāka gaisa plūsmas pretestība šajās zonās nozīmē, ka tās filtrē mazāku ieelpotā gaisa daļu. Lielāka gaisa daļa plūst caur atvērtākām zonām, kurām ir mazāk efektīva filtrācijas iedarbība.

ProQuIV gadījumā mikroskopa caurlaidīgās gaismas attēli tiek izmantoti modeļu kalibrēšanai pirms to lietošanas. Eksperti analizē tekstilizstrādājuma parauga pašreizējo stāvokli un izmanto šo informāciju, lai izdarītu secinājumus par to, kā optimizēt sistēmu, piemēram, paaugstinot temperatūru, samazinot lentes ātrumu vai pielāgojot gaisa plūsmu stiprumu. Digitālais dvīnis reāllaikā uzrauga un kontrolē notiekošo ražošanas procesu. Ja sistēma nedaudz novirzās no tās, kur tai vajadzētu būt, piemēram, ja temperatūra ir pārāk augsta, iestatījumi tiek automātiski koriģēti dažu sekunžu laikā.

ProQuIV padara ražošanu daudz efektīvāku — ir mazāk materiālu atkritumu, un tiek samazināts arī enerģijas patēriņš. Vēl viena priekšrocība ir tā, ka tas ļauj ražotājiem ātri izstrādāt jaunus neaustu materiālu izstrādājumus — viss, kas viņiem jādara, ir mainīt mērķa specifikācijas modelēšanā un pielāgot parametrus. Tas ļauj ražošanas uzņēmumiem elastīgi reaģēt uz klientu pieprasījumiem vai tirgus tendencēm, piebilsts paziņojumā presei.

Nākamais Fraunhofer komandas solis ir samazināt neausto audumu elpošanas pretestību lietotājam, nemazinot aizsargājošo efektu. Turklāt ProQuIV metodes var izmantot, lai optimizētu skaņas izolācijas nolūkos izmantojamo neausto audumu ražošanu.