Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
Flüssigkeitstransport in Hygieneprodukten
Ziel dieses gemeinsam mit der Firma Procter &Gamble durchgeführten Projektes war es, die effektiven Transporteigenschaften einer Cellulosefaserschicht mit Hilfe von numerischen Simulationen zu bestimmen. Diese Faserschicht ist eine der vielen verschiedenen Schichten, welche in modernen Hygieneprodukten benutzt werden, um zielgerichtet Flüssigkeit zu verteilen und schnell wegzutransportieren. Um die Funktionalität von Hygieneprodukten auch mit Hilfe von Simulationen weiter zu verbessern, ist es notwendig, Permeabilitäten und Kapillardruck-Sättigungskurven der einzelnen Materialien und Schichten genau zu kennen und zukünftig durch ein virtuelles Materialdesign diese situationsangepasst voraus entwickeln zu können.
Strukturmodelle mittels GeoDict
Zur Erfassung der Struktur der Fasern wurden dreidimensionale computertomographische Aufnahmen der Schicht angefertigt (siehe erste Abbildung). Diese 3D-Bilder wurden dann segmentiert und somit dreidimensionale geometrische Strukturmodelle der Schicht gewonnen. Mit Hilfe der am ITWM entwickelten Software GeoDict konnten dann direkt auf diesen Bildern richtungs- und sättigungsabhängige Permeabilität und Kapillardruckkurven berechnet werden. Die Hauptschwierigkeit stellt dabei die Größe der Tomographiebilder dar. Ein einziges 3D-Bild kann dabei bis zu 4000³ Voxel enthalten, d.h. bis zu 60 GB groß sein!
