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《产业用纺织品》
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科技资讯
世界纺织科技进展之智能化
时间:2018年1月18日

        引言:当前,世界经济结构处于深度调整阶段,与此同时,新一轮科技革命和产业变革正加速推进,两者叠加效应明显。一方面,学科多点突破、交叉融合趋势日益明显,信息网络、生物科技、清洁能源、新材料与智能制造等领域呈现群体跃进态势,不断催生新产业、新模式、新业态;另一方面,世界主要国家都在加快布局新产业、新业态,通过加大科技创新投入,充分利用科技革命和产业变革机遇,加快培育新动能,以抢占未来经济和产业竞争的制高点。相关研究表明,从现在到2040年前后,将是新科技革命孕育发展的关键时期,带来世界发展格局的深刻变化。
“智能化”无疑是近两年的高频热词之一,主要涵盖智能产品、智能装备和智能运营三大板块。其中,装备是基础,运营是核心,而产品是方向。下面我们将主要探讨生产和产品领域的一些智能化案例。

智能生产
       目前,智能化在纺织各细分领域都有应用。如:涤纶短丝后处理联合机由直流电动机拖动长边轴到多电机直流共母线变频调速分部驱动;棉纺生产线从清梳联到细络联、粗细络联、并粗细络联、车间管理系统;喷气织机引纬自动分析自动修正;针织车间设备互联互通;图像整花整纬技术;等。

棉纺智能化车间
        江南大学与经纬榆次共同研发的三原色智能纺纱技术,通过同时喂入3根不同颜色的粗纱,经耦合牵伸、混合加捻以及改变三基色的配比而改变纱线颜色,可以纺制任意色彩的纱线,实现了纺纱与纱线配色的同步,以及配置方式的智能化操作。

三原色智能纺纱技术
        针织装备智能化技术的研究与推广应用,进一步提高了针织产业的国际竞争力。基于机器视觉的疵点在线检测技术、送纱的智能化控制技术、CAM集成控制系统促进了针织装备的智能化发展,提高了生产效率和产品品质;针织智能设计系统、针织物仿真系统、针织物虚拟展示技术的应用,进一步提升了针织产品的设计水平,适应个性化、定制化、快时尚的发展趋势;在线实时数据采集技术及大数据挖掘技术相结合,进而建立针织产品质量数据挖掘模型,为企业的产品质量管理提供预先控制机制。

针织生产中的智能化应用
        未来,纺织行业将加快智能化技术与装备的开发与服务提供,推进传感、通讯、人工智能等技术与纺织技术结合,在纺织价值链的各环节广泛推行装备智能化,构建智能化长丝生产线、智能化纺纱生产线、智能化印染生产线、智能化非织造布生产线、智能化针织生产线、智能化服装家纺生产线,提升生产的质量与效率;分步骤建设智能制造示范生产线和数字化工厂,打造纺织工业智能制造生态体系。
智能制造是一种集成了技术创新、模式创新和组织方式创新的先进制造系统,是集成制造、精益生产、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造等多种先进制造系统和模式的综合。广义来说,智能制造是一个大概念,是先进制造技术与新一代信息技术的深度融合,贯穿于产品、制造、服务全生命周期的各个环节及制造系统集成。自动化、信息化和网络化是其根本前提。
        与“创新”一样,“智能制造”也存在着认识误区甚至被过度消费的现象。从现实情况来看,现阶段我国大多数企业,尤其是广大中小型企业,尚未完成数字化制造转型,而数字化是智能制造的基础。因此今后一段时期内,大规模推广和全面应用数字化网络化制造是我国推进智能制造的重点。

智能产品
        传统的基于电子元件与纺织品结合的智能纺织品(或称电子纺织品)由于电子元件的存在,不能洗涤或在洗涤时需要拆卸,且会影响穿着的舒适性和外观美感,而基于柔性纺织智能材料的电子元件则可完全与纺织品集成,如近年来已开发出的基于织物、绣花和数码印刷等的纺织电子元件,可用作数据存储器、传感器和储能设备。
        美国国家航空航天局(NASA)的纳米技术专家开发了一种可以像存储盘一样存储数据的柔性电子纺织品原型,在织物每个交织点设有数据存储点,可将1GB数据存储115天,理论上允许使用任何形式的交互工具,如电脑向使用者做出反馈。瑞士最知名的刺绣花边企业Forster Rohner公司采用导电纱线开发了一种基于绣花的纺织传感器的电子纺织品,不仅可洗涤,且不影响织物的性能,可用于监测病人或者特殊人群的健康状况。
        除此之外,鉴于普通电池技术在续航、洗涤、外形设计灵活性等方面的技术缺陷,基于柔性纺织材料的供电设备也成为智能纺织品领域的热点。
英国曼彻斯特大学的Nazmul Karim等人发明了一种低成本的柔性纺织超级电容器,采用简单的丝网印刷技术和氧化石墨烯墨水在棉织物上印刷制成,具有优异的机械稳定性和良好的操作安全性,电池本身还支持快速充电、允许水洗。
        2017年10月,剑桥大学石墨烯中心的FeliceTorrisi等人在Nature Communications上发表了其首次采用喷墨印刷技术直接在织物上成功印刷电子电路的研究成果,采用基于石墨烯和其他二维材料的低沸点墨水在涤纶织物上得到的印刷电子电路可经历20次家庭常规洗涤,通过对织物表面粗糙度的改善还可以优化电路的性能。研究者表示,由于其他墨水制得的印刷电子元件通常需要有毒的溶剂,因此不适合穿着,而该方法以低成本、安全、环境优好的墨水为基础,产品可用于可穿戴能量收集和储存设备、可穿戴计算机、军用服装及时尚服装等。

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