干法纺丝工艺模拟

干法纺丝是一种重要的化学纤维工业化生产工艺,用于仅能借助于溶剂进行纺丝的聚合物。在其常用工艺中,聚合物溶液通过由数百个毛细管组成的纺丝组件挤出到气室中,经溶剂蒸发而固化成纤维。纺丝工艺对于得到高质量且性能均匀的纤维至关重要。采用试错法进行工业化规模的干法纺丝工艺的试验设计通常很困难且成本昂贵。因此,Fraunhofer工业数学研究所(ITWM)开发了一种仿真框架用以模拟此类过程并进行虚拟设计。为了证明该概念的可行性,以醋酸纤维素丙酮混合物为例进行了研究。为了验证该模型和仿真框架,采用简化设置将单根纤维的计算结果与复杂的3维(3D)仿真结果进行了比较,结果表明它们有较好的一致性。

工业化纺丝工艺的模拟和优化

纺丝工艺是重要的工业化过程,其产品应用范围涉及纺织品、非织造布和绝缘材料。典型的纺丝工艺为熔融材料经毛细管挤出并在空气中凝固。纺丝工艺是纤维和长丝生产的关键步骤,计算机模拟可用来优化纺丝工艺。在德国弗劳恩霍夫ITWM研究所进行的模拟结果示出了3个不同的案例。