Procédés de simulation de pointe pour des médias filtrants innovants
C’est ainsi que nous développons de nouveaux médias filtrants
Plus fins, avec des performances plus élevées et toujours meilleurs : les ingénieurs de MANN+HUMMEL utilisent des méthodes de simulation modernes pour développer de nouveaux médias filtrants. Cela nous permet d’améliorer les performances de filtration pour de nombreuses applications et exigences diverses.
L’affichage révèle des cavités, des rebords et des dépressions d'une ampleur et d'une rugosité significatives.Des structures fibreuses appairaissent à l’écran, normalement imperceptibles à l’œil nu. Cette image nous fait penser à des planètes lointaines ou aux profondeurs des océans, ou à un monde qui serait en dehors de notre univers. « Cette pensée n’est pas tout à fait fausse », déclare Friedemann Hahn, ingénieur de développement chez MANN+HUMMEL. « Il s’agit en fait d’un microcosme caché que nous rendons visible. » Lui et ses collègues utilisent la modélisation de simulation moderne pour optimiser les nouveaux médias filtrants.
« Les exigences en matière de filtres modernes pour protéger les personnes, les moteurs et les machines ne cessent d’augmenter. Selon le domaine d’application, nos filtres doivent répondre à un certain nombre d’exigences différentes », explique M. Hahn. « À l’aide d’un logiciel haute performance, nous concevons et perfectionnons de nouvelles structures de matériaux filtrants capables de répondre à ces exigences. »
Le prototype virtuel : à la poursuite des particules de saleté
À cette fin, Hahn et ses collègues utilisent d’abord une tomographie informatisée pour obtenir une image détaillée du média filtrant. Cette image révèle la structure microscopique du matériau filtrant. Ces structures, mesurées en micromètres qui ne seraient pas visibles à l’œil nu, deviennent maintenant visibles. L’analyse de ces structures permet d’identifier les caractéristiques du matériau filtrant telles que le diamètre des fibres, la densité de l’emballage des fibres et la structure des différentes couches de matériau. Dans l’étape suivante, les connaissances acquises à partir de ces données sont utilisées pour développer un modèle virtuel et paramétrique du matériau filtrant. Il en résulte un prototype virtuel que les développeurs peuvent utiliser pour entrer littéralement dans le microcosme.
« Le modèle nous montre clairement où et comment les particules de saleté individuelles sont réparties dans le média filtrant. Nous pouvons maintenant, par exemple, ajuster certains paramètres pour modifier les caractéristiques du support. Cela nous permet de comprendre les différents effets sur les performances qui résultent de la modification des paramètres individuels », explique Hahn.
Pas à pas vers le meilleur résultat : une filtration plus fine n’est pas possible
La particularité de ce modèle de simulation et de ce processus est que jusqu’à présent, toutes les étapes de travail se sont déroulées sur l’ordinateur. Par conséquent, les ingénieurs économisent beaucoup de temps et de ressources dans le processus de développement. « Contrairement aux méthodes de recherche conventionnelles, nous n’avons plus besoin de mener des expériences avec des équipements de test. Nous pouvons désormais examiner de manière sélective de nouveaux types de structures de matérielles exclusivement sur ordinateur », explique Hahn. « Les médias filtrants ainsi développés sont ensuite testés dans des conditions réelles. »
Il en résulte des médias filtrants présentant les caractéristiques idéales pour des applications spécifiques.