Vorgehen

An einer bestehenden Laboranlage werden die Zusammenhänge zwischen den Prozessparametern und der Materialhomogenität empirisch ermittelt. Hierauf basierend wird eine Methodik zur Regelung des Spreizprozesses abgeleitet, welche eine konstante Spreizqualität bzw. Filamentverteilung/-ausrichtung realisiert. Die Laboranlage wird um entsprechende Sensorik und Regelungsaktuatoren ergänzt und der Funktionsnachweis der Regelung erbracht. Der Spreizgrad wird über unterschiedlich einstellbare 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.

 

Zudem werden die Unternehmen aus dem projektbegleitenden Ausschuss in den einzelnen Arbeitsphasen integriert, um die Effektivität der einzelnen Arbeitsschritte und die KMU-Orientierung zu gewährleisten. Eine zentrale Position nimmt dabei die Frage ein, welche Auswirkungen die Einführung des neuen Halbzeugs „homogenisiertes Faserband“ mit seinen spezifischen Anforderungen an Lagerung, Transport und Zuführung in die textilen Prozesse auf die bestehenden Prozessketten hat. Die Zusammensetzung des projektbegleitenden Ausschusses orientiert sich an der Wertschöpfungskette der in diesem Projekt angestrebten Innovationen.

 

In folgender Abbildung sind die vier zentralen Aufgabengebiete des Projekts und die jeweilige Zuordnung der Forschungsstellen aufgeführt.

 

Abbildung 1 (Aufteilung)

Das Vorgehen zur Erreichung der Zielsetzung gliedert sich in sechs Arbeitspakete (AP). Der Lösungsweg ist in Abbildung 9 schematisch dargestellt.

Im AP 1 werden in Zusammenarbeit mit dem Projektbegleitendem Ausschuss (PA) die Anforderungen an das Garn aufgestellt und empirische Voruntersuchungen zu technischen Grenzen der Prozessparameter durchgeführt. In einem Lastenheft wird die Gesamtheit der Anforderungen festgehalten und anschließend in der Konzeptionierungsphase in ein Pflichtenheft überführt. In AP 2 wird der vorhandene Versuchsstand erweitert sowie die Zusammenhänge ermittelt und bzgl. der relevanten Stellgrößen bewertet. Die Erkenntnisse fließen in die Modellbildung des Systems ein. Die Konzeption des Sensorsystems, der Datenauswertungssoftware und der Datenaufbereitung sowie der Regelungsaktuatoren und der modellbasierten Regelungssoftware erfolgen in AP 3. Außerdem werden die Schnittstellen zum Datenaustausch definiert und eine Ex-ante Wirtschaftlichkeitsbewertung erstellt. In AP 4 werden das Sensorsystem, die Regelungsaktuatoren, das Messsystem und die Regelungssoftware entwickelt und implementiert. Es werden Anleitungen und Schulungen erstellt. Die einzelnen Systemkomponenten und das Gesamtsystem werden in AP 5 validiert. Die erzielte Qualitätssteigerung in verschiedenen textilen Weiterverarbeitungsprozessen wird bei PA-Mitgliedern ermittelt. Es werden Reflexionsworkshops durchgeführt sowie ein Leitfaden zur Prozessgestaltung und eine Ex-post Wirtschaftlichkeitsbewertung durchgeführt. Die Dokumentation und Aufbereitung der Projektergebnisse für KMU erfolgt in AP 6.

Abbildung 2 (Vorgehensweise)
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