水刺加固工藝虛擬仿真實驗

課程性質

課程背景

用虛擬仿真手段作為水刺工藝實踐教學的重要組成部分,具有顯著的必要性。針對該實驗項目,傳統的實踐教學存在諸多弊端，具體如下:

①高成本:學校自建實驗室難以具備工藝流程較長的水刺線,涉及開松、混棉、梳理、纖網預濕、水刺、後整理、烘乾、卷繞、水循環處理等諸多工藝,占地空間大。同時,主體設備及配套設備多,運行條件也較高,技術維護難以達到要求。

②高能耗:水刺工藝中-個重要的流程是水處理過程,該過程工藝複雜,涉及脫水、水氣粉離、氣浮、絮凝、過濾等工序，耗材也較多,另外,提供的高壓水針需要強大的動力支持。目前,市場上缺乏成熟的小型化相關水處理工藝設備。

③現實不可及:通過到企業生產現場去”參觀”性學習,看到的多數是組合式、模組化結構,主體設備一般封裝成一個整體，難以深度了解其內部結構,對設備的運行模式也難以有直觀的認識。

鑒於此,基於現實開發一項運用虛擬仿真技術實現的水刺加固工藝試驗項目具有重要意義,能夠有效克服上述短板和不足,使學生直觀觀看從原料餵入到最終產品卷繞的整個水刺生產線,參與高性能水刺布的設計與性能分析工作,具有很強的實用性,有助於提升教學效果,同時也為其他類似課程的教學信息化改革積累經驗,並形成示範。

本虛擬仿真實驗系統藉助於沉浸式硬體設備、軟體環境及三維仿真技術，以水刺加固完整的實驗教學項目為基礎，對水刺非織造布的全流程工藝過程進行仿真設計，使學生產生身臨其境的感官體驗，激發學生對課程的學習興趣，提升學生的實踐能力和綜合素養，為培養高素質套用型工程技術人才提供幫助。具體實驗教學目標如下:

1.掌握水刺加固整個工藝流程。熟悉純棉水刺布的加工流程，主要設備工作原理及機構運行特徵，能夠運用專業知識用於非織造工程的過程設計、控制、最佳化和改進;

2.掌握水刺非織造產品加工的關鍵環節及其主要工藝參數的調節方法，理解鋪網工藝、水剌壓力對水刺非織造布性能和結構的影響規律，能夠通過現代工具設計、表達非織造領域複雜工程問題;

3.掌握水刺非織造布水處理循環系統的工作流程，理解水處理循環系統的工作原理，對水處理技術問題能夠理解、分析、歸納和總結，適應非織造技術發展的要求。