idw - Informationsdienst
Wissenschaft
Joseph-von-Fraunhofer-Preis
Putztücher sollen immer verlässlicher saugen, Windeln kleiner, Dämmstoffe leichter werden. Statt in langwierigen Mess- und Versuchsreihen entsteht die optimale Form und Mischung der Fasern bei der Mikrostruktursimulation im Computer.
Verbraucher wünschen sich optimale Produkte und Unternehmen effiziente und kostengünstige Produktionsprozesse. So sollen Putztücher verlässlicher saugen, Windeln kleiner, Dämmstoffe leichter werden und Filter immer kleinere Partikel oder Tröpfchen aufnehmen. Doch warum saugt ein Putztuch besser als ein anderes? Das liegt an der Form und Mischung der Fasern und deren Strukturbildung, wissen die Forscher in der Textilbranche. Bis heute musste die optimale Struktur durch reale Versuche und Messreihen mühsam gefunden werden. Dr. Franz-Josef Pfreundt vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern hatte die Idee, den Entwicklungskreislauf komplett in den Computer zu verlagern. Damit kann eine ganze Branche vom Einsatz komplexer mathematischer Methoden profitieren.
Basis für die neue Technologie ist die Simulation von Strömungen in sehr komplexen Geometrien, wie Schäumen oder Fasermaterialien, auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene. Sie ist das Spezialgebiet von Pfreundts Kollegen Dr. Konrad Steiner, der früher Strömungsdynamiksoftware für die europäische Raumfahrtindustrie entwickelt hatte. "Zunächst wurden von existierenden Werkstoffen tomographische Aufnahmen gemacht. Auf dieser Basis haben wir typische 3-D-Strukturmodelle entwickelt", erläutert der ITWM-Wissenschaftler die neue Art des Produktdesigns. "Aus den Bilddaten ermitteln wir die geometrische Struktur der Materialien, die wir in Computermodelle umsetzen. Über eine ziemlich aufwändige strömungsdynamische Berechnung erhalten wir dann die Materialkennwerte. Diese gehen wiederum in Spezialsoftware zur Produktsimulation ein. Saugt die Faserverbindung nicht genug oder stimmt die Akustik nicht, können wir die Struktur der Materialien so lange verändern und das jeweilige Ergebnis berechnen, bis wir optimale Eigenschaften haben."
Die Mathematiker sind vom großen Interesse der Industriepartner überrascht. Betriebe, die poröse Materialien wie Stoffe, Vliese, Papier oder Keramiken herstellen, haben schnell erkannt, dass sich so viel Zeit und Geld sparen lässt. Die Wissenschaftler wollen nun weitere Materialeigenschaften wie die Festigkeit am Rechner simulieren. Pfreundt und Steiner arbeiten seit dem Gründungsjahr 1995 im ITWM und nahmen stellvertretend für die elfköpfige Arbeitsgruppe den Joseph-von-Fraunhofer-Preis entgegen.
Ansprechpartner:
Dr. Franz-Josef Pfreundt
Telefon: 06 31/20 5-27 44, Fax: 06 31/20 5-41 39, pfreundt@itwm.fraunhofer.de
Dr. Konrad Steiner
Telefon: 06 31/20 5-40 80, Fax: 06 31/20 5-41 39, steiner@itwm.fraunhofer.de
http://www.itwm.fraunhofer.de/zentral/presse/2001/meldung011024.html
http://www.fraunhofer.de/german/press/md
Dr. Konrad Steiner (links) und Dr. Franz-Josef Pfreundt wurden stellvertretend für ihr elfköpfiges T ...
None
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Informationstechnik, Mathematik, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsprojekte, Personalia
Deutsch
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).