Modellierung von ein- und mehrlagigen Geweben
WeaveGeo®
WeaveGeo erstellt schnell hochpräzise digitale 3D-Modelle – sogenannte digitale Zwillinge – von gewebten Materialien, darunter Textilien, kohlenstoff- und glasfaserverstärkte Kunststoffe, Sandkontrollsiebe, Drahtgewebe, Formierstoffe und Entwässerungsfilze. Der Modellierungsprozess beginnt mit einer detaillierten Materialbeschreibung, die zentrale Parameter wie das Webmuster (Bindung), die Anzahl der Lagen, die Faden- oder Drahtdurchmesser, die Faden- oder Drahtformen und den Crimp-Faktor umfasst. WeaveGeo unterstützt sowohl Mono- als auch Multifilamentgarne, einschließlich Seile und zufällige Faserbündel. Die gegenseitige Verformung von Schuss- und Kettfäden kann durch die Zuweisung einer Steifigkeit an die Materialien gesteuert werden.
Die resultierenden digitalen 3D-Mikrostrukturmodelle, auch digitale Zwillinge, bieten ein beispielloses Detailniveau und ermöglichen Analysen, die mit denen traditioneller µCT-Scans vergleichbar sind. Zu den Analysefunktionen gehören unter anderem die Berechnung der größten Durchgangspore oder des Bubble Points (mit dem PoroDict-Modul), die Simulation der Permeabilität (mit dem FlowDict-Modul) sowie die Untersuchung der Filtrationseigenschaften (mit dem FilterDict-Modul).
Das ElastoDict-Modul kann zur Simulation des Kalandrierens von Geweben verwendet werden. Anschließend lässt sich analysieren, wie sich der Kalandrierprozess auf Eigenschaften wie die Filtrationseffizienz oder die Strömungscharakteristik ausgewirkt hat.
Was die mit GeoDict erzeugten digitalen Zwillinge von einem digitalisierten CT-Scan unterscheidet, ist ihre außergewöhnliche Vielseitigkeit. Ein digitaler Zwilling, der auf einem statistischen Modell basiert, erweist sich als unverzichtbar für das digitale Materialdesign. Er ermöglicht die einfache Untersuchung verschiedener Materialstrukturen, indem die zugrunde liegenden Parameter digital angepasst werden.
GeoDict ermöglicht einen direkten Vergleich zwischen neuen Designs und bestehenden Produkten. Durch die Berechnung materialrelevanter Eigenschaften liefert dieser Ansatz wertvolle Einblicke und unterstützt die Entwicklung völlig neuer Materialdesigns.
WeaveGeo® ist als Marke der Math2Market GmbH eingetragen.
Die Kombination von WeaveGeo und PoroDict wird in der internationalen Norm ASTM E3278-21 als standardisierte Prüfmethode zur Bestimmung des Bubble-Point-Drucks von gewebten Filtern empfohlen (Mehr Informationen).
Wissenschaftliche Publikationen
3D-Geometriemodelle von einlagig
gewebten Strukturen
- Erstellung von Leinwand- und Köperbindungen
sowie Satinbindungen - Mit Drähten, Monofilament- oder Multifilamentfäden
und Seilen
(a) Leinwandbindung
(b) Köper-Multifilamentbindung
(c) Gewebtes PrePreg 1k-Tow
(d) Köper-Holländer-Bindung
3D-Mikrostrukturmodelle von gewebten Kohlefaserverbundwerkstoffen
- Definieren von Webenmuster, Anzahl der Schichten,
Fadenparameter, ... - Modellieren von Multifilament- oder Monofilamentfäden
(a) CT-Scan von gewebten Kohlefaserverbundwerkstoffen
(b) 3D-Modell mit Multifilamentfäden
(c) 3D-Modell mit Monofilamentfäden
3D-Geometriemodelle komplexer
mehrlagiger Gewebestrukturen
- Erstellen frei definierter komplexer mehrlagiger Gewebe
- Kombination mehrerer einlagiger Gewebe oder von
Geweben mit Fasergeometrien - Modellieren der Kalandrierung von Geweben mit ElastoDict
(a) Komplexes mehrlagiges Gewebe
(b) Distanzgewebe
(c) Entwässerungsfilz
ASTM Norm E3278-21: Standardtestmethode für den Bubble-Point-Druck von Drahtgewebe
- Standardisierte softwarebasierte Porengrößenberechnung via Bubble-Point-Methode.
- Berechnung von hydraulischem Durchmesser, Bubble-Point-Druck, Perkolationspfad, Partikeldurchmesser und Porengrößenfaktor.
- Die Ergebnisse entsprechen denen von Glasperlentests.
“Standard Test Method for Bubble Point Pressure of Woven Wire Filter Cloth,” Astm.org, 2021. www.astm.org/e3278-21.html (accessed Feb. 14, 2025)
WeaveGeo® Features
WeaveGeo bietet mehrere Optionen zur Erstellung gewebter Strukturen.
Die Single-Layer-Weave-Funktion ermöglicht die Erstellung einlagiger Leinwand-, Köper- und Atlasbindungen. Nutzer können alle Webparameter frei anpassen, einschließlich Faden- oder Drahtteilung sowie Durchmesser. Sowohl reguläre als auch Holländische Gewebe können generiert werden, wobei Verformungen selbst bei sehr dichten Geweben automatisch berechnet werden. Zusätzlich können Fadenverformungen wie Aufweitung und Überlappung spezifiziert werden. Die erstellten Gewebe können geschichtet werden, um Sandkontrollsiebe zu formen, oder mit Fasermodellen kombiniert werden, um Entwässerungsfilze zu erzeugen.
Die Complex-Multi-Layer-Weave-Funktion ermöglicht die Erstellung komplexer Gewebe mit anspruchsvollen Bindungen. Nutzer können Bindungen für mehrlagige Gewebe mit variabler Garnanzahl pro Schicht definieren. Die Fadenparameter lassen sich für jede Position im Gewebe individuell festlegen, einschließlich Verschiebungen zwischen Fäden und Schichten. Diese Flexibilität erlaubt die Generierung nahezu beliebiger Webmuster – unabhängig von ihrer Komplexität.
WeaveGeo enthält zudem mehrere nützliche GeoApps, darunter die Dutch-Weave-App, die eine einfache und intuitive Benutzeroberfläche zur Erstellung verschiedener Holländischer Gewebe bietet.