Các nhà nghiên cứu Đức phát triển giải pháp tối ưu hóa sản xuất vải không dệt

ProQuIV viết tắt là viết tắt của 'Tối ưu hóa chất lượng và sản xuất quần áo kiểm soát nhiễm trùng không dệt'. Ý tưởng cơ bản là các thông số của quy trình sản xuất được mô tả liên quan đến tác động của chúng đến tính đồng nhất của vải không dệt và tác động này sau đó được liên kết với các đặc tính của sản phẩm cuối cùng; ví dụ, một chiếc mặt nạ bảo vệ, theo thông cáo báo chí của Viện Fraunhofer.

Chuỗi mô hình liên kết tất cả các tham số có liên quan với phân tích hình ảnh và tạo ra bản sao kỹ thuật số của quy trình sản xuất. Bản song sinh kỹ thuật số cho phép giám sát thời gian thực và điều khiển tự động quá trình sản xuất vải không dệt và do đó có thể khai thác tiềm năng tối ưu hóa.

“Với ProQuIV, về tổng thể, các nhà sản xuất cần ít nguyên liệu hơn và tiết kiệm năng lượng. Và chất lượng của sản phẩm cuối cùng luôn được đảm bảo,” Tiến sĩ Ralf Kirsch, trưởng nhóm Lọc và Tách, bộ phận Mô phỏng Dòng chảy và Vật liệu, giải thích.

Nhiệt độ, tốc độ không khí và tốc độ băng tải được phối hợp với nhau càng hiệu quả thì sự phân bố sợi ở đầu càng đồng đều và do đó vật liệu sẽ càng đồng nhất khi kiểm tra dưới kính hiển vi ánh sáng truyền qua. Do đó, có thể xác định được các vùng sáng hơn và tối hơn—điều này được các chuyên gia gọi là mây mù. Nhóm Fraunhofer đã phát triển một phương pháp đo chỉ số mây trên cơ sở dữ liệu hình ảnh. Các vùng ánh sáng có tỷ lệ thể tích sợi thấp, có nghĩa là chúng ít đậm đặc hơn và có tốc độ lọc thấp hơn. Vùng tối hơn có khối lượng sợi cao hơn và do đó tốc độ lọc cao hơn. Mặt khác, sức cản của luồng không khí cao hơn ở những khu vực này có nghĩa là chúng lọc một tỷ lệ không khí được hít vào nhỏ hơn. Tỷ lệ không khí lớn hơn chảy qua các khu vực thoáng hơn nên có hiệu quả lọc kém hơn.

Trong trường hợp ProQuIV, hình ảnh ánh sáng truyền từ kính hiển vi được sử dụng để hiệu chỉnh mô hình trước khi sử dụng. Các chuyên gia phân tích tình trạng hiện tại của mẫu dệt và sử dụng thông tin này để đưa ra kết luận về cách tối ưu hóa hệ thống—ví dụ: bằng cách tăng nhiệt độ, giảm tốc độ băng tải hoặc điều chỉnh cường độ của luồng không khí. Bộ đôi kỹ thuật số giám sát và kiểm soát quá trình sản xuất đang diễn ra trong thời gian thực. Nếu hệ thống hơi lệch so với vị trí cần thiết—ví dụ: nếu nhiệt độ quá cao—các cài đặt sẽ tự động được sửa trong vòng vài giây.

ProQuIV giúp sản xuất hiệu quả hơn nhiều—ít lãng phí nguyên liệu hơn và mức tiêu thụ năng lượng cũng giảm. Một ưu điểm khác là nó cho phép các nhà sản xuất phát triển các sản phẩm vải không dệt mới một cách nhanh chóng—tất cả những gì họ phải làm là thay đổi các thông số kỹ thuật mục tiêu trong mô hình hóa và điều chỉnh các thông số. Điều này cho phép các công ty sản xuất đáp ứng linh hoạt các yêu cầu của khách hàng hoặc xu hướng thị trường, bản phát hành bổ sung.

Bước tiếp theo của nhóm Fraunhofer là giảm khả năng cản trở hô hấp của vải không dệt cho người mặc mà không làm suy giảm tác dụng bảo vệ. Hơn nữa, phương pháp ProQuIV có thể được sử dụng để tối ưu hóa việc sản xuất vải không dệt dùng trong các ứng dụng cách âm.