Ziele und Forschungsfragen

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Methode zur automatischen Regulierung und Homogenisierung der Eigenschaften von Hochmodulmultifilamentgarnen vor der Weiterverarbeitung.Hierfür wird ein beim Spreizen von Heavy-Tows angewendetes Verfahren – das Spreizen mittels Spreizstangen – gezielt weiterentwickelt. Es wird eine Regelung konzipiert und implementiert, welche abhängig von gemessenen Qualitätsgrößen (Breite des Garns, Filamentverteilung und -orientierung) den Spreizgrad dynamisch anpasst.

 

Die einzelnen Teilziele des Projektes gliedern sich wie folgt:

 

·         Integration von Messverfahren in den Spreizprozess

 

·         Integration einer geeigneten Aktorik zur gezielten Beeinflussung der Qualität

 

·         Erfassen der Zusammenhänge zwischen Sensorik/Aktorik in Bezug auf Qualität

 

·         Entwicklung und Integration einer entsprechenden automatischen Regelung

 

·         Evaluierung und Test des Prototypensystems

 

 

 

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Methode zur automatischen Regulierung und Homogenisierung der Eigenschaften von Hochmodulmultifilamentgarnen vor der Weiterverarbeitung.

Hierfür wird ein beim Spreizen von Heavy-Tows angewendetes Verfahren – das Spreizen mittels Spreizstangen – gezielt weiterentwickelt. Es wird eine Regelung konzipiert und implementiert, welche abhängig von gemessenen Qualitätsgrößen (Breite des Garns, Filamentverteilung und -orientierung) den Spreizgrad dynamisch anpasst (vgl. Abbildung). Der Spreizgrad wird über Prozessparameter (Umschlingungswinkel, Fadenspannung, Relativgeschwindigkeit zwischen Spreizstange und Garn) reguliert, welche jeweils unterschiedlich starken Einfluss auf die Qualitätsmerkmale (Faserparallelität und Verteilung der Filamente über den Querschnitt) haben. Hierdurch sind die Qualitätsparameter bei konstanter Breite des auslaufenden Faserbandes in einem Online-Prozess regelbar. Die Einstellung der Prozessparameter wird auf Basis der Messungen am einlaufenden Material geregelt. Die Breite des Faserbandes wird durch eine Rückführung der Messdaten des auslaufendenden Materials in die Regelung der Spreizparameter konstant gehalten.

Abbildung 1 (Regelung)

Innerhalb des Projektes werden folgende Forschungsfragen behandelt:

 

 

·         Welche Zusammenhänge gibt es zwischen Qualitätsmerkmalen und Prozessparametern bei der Homogenisierung von Hochmodulfasergarnen?

 

·         Wie können die Zusammenhänge zwischen Qualitäts- und Prozessparametern in einem Modell beschrieben werden?

 

·         Wie kann der Homogenisierungsprozess für verschiedene Hochmodulfasergarne automatisch geregelt und eine gleichmäßig hohe Halbzeugqualität erreicht werden?

 

·         Welche Eigenschaften weist das homogenisierte Halbzeug auf und wie kann es zu einem handhabbaren Halbzeug verfestigt werden? Welche Prozessgrenzen gibt es?

 

·         Unter welchen Voraussetzungen und in welchen Grenzen kann das Homogenisierungsverfahren gewinnbringend in KMU eingesetzt werden?

 

·         Welche Auswirkungen auf die Gesamtprozesskette FVK sind durch das neue Verfahren und Halbzeug in KMU zu erwarten?

 

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