TIPS Hohlfasermembran-Spinndüse mit 6 Löchern

12. Im Jahr 2015 stand der Kunde Motian Technology bei der Entwicklung von Hochleistungs-Hohlfasermembranen vor einer branchenweiten Herausforderung: TIPS-Spinndüsen waren im Allgemeinen auf Einzelloch-Designs beschränkt und erfüllten daher nicht die Anforderungen an eine hocheffiziente Produktion. Die gängige Technologie hatte damals Schwierigkeiten, Mehrlochkonfigurationen zu realisieren, da es Probleme mit dem Strömungsfeldausgleich bei hohen Temperaturen, der Nadelkonzentrizitätskontrolle und der Hitzebeständigkeit des Materials gab. Trustech gelang es, die Sechsloch-TIPS-Spinndüse zu entwickeln und als eines der wenigen Unternehmen weltweit Mehrloch-TIPS-Spinndüsen in Serie zu produzieren. Damit schloss Trustech eine wichtige Lücke in der Branche.

I. Überwindung der Einloch-Beschränkung: Drei Schlüsselinnovationen der ersten Sechsloch-TIPS-Spinnerdüse

● Technologie zum Ausgleich des Strömungsfelds in mehreren Löchern:

Vor 2015 kam es aufgrund der schwierigen Rheologie von PVDF-Dotierstoffen bei hohen Temperaturen von 150–220 °C häufig zu ungleichmäßiger Entladung bei Mehrlochstrukturen. Durch ein kombiniertes konisches Strömungskanaldesign erreichte Trustech eine Druckverteilungsschwankung von unter 3 % über die sechs Spinndüsen und beseitigte damit den Effizienzmangel von Einlochprozessen.

● Stufenförmige Stiftpositionierungsstruktur (Technologie der 4. Generation):

Die Konzentrizität wurde innerhalb von 0,005 mm kontrolliert, wodurch das branchenübliche Problem einer Faserwanddickenabweichung von >5 % beim Mehrlochspinnen vermieden wurde.

●   Werkstoffe und strukturelle Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen:

Um der PVDF-Degradation bei erhöhten Temperaturen entgegenzuwirken, wurde ein Hochtemperaturhärtungsverfahren für Edelstahl angewendet, wodurch die Lebensdauer der Spinndüsen bei 220°C auf 3–5 Jahre verlängert wurde (gegenüber 1–2 Jahren bei herkömmlichen Platten mit einem Loch).

II. Ein Prozesssprung von einem einzelnen Loch zu mehreren Löchern

1. Herkömmliche Einloch-Spinndüsen wiesen einen geringen Durchsatz auf und konnten die Anforderungen des Kunden Motian hinsichtlich der Skalierung nicht erfüllen. Das Trustech-Sechsloch-Design steigerte die Spinnleistung pro Durchgang um das Sechsfache im Vergleich zu Einlochplatten. Mithilfe von Fluidanalysen vor Produktionsbeginn wurde der Düsenöffnungsgradient optimiert, um einen gleichmäßigen Membranfaserfluss zu gewährleisten.

2. Trustech legte mit dieser Technologie den Grundstein für die nachfolgenden Mehrloch-Spinndüsen mit 12 bzw. 24 Löchern.

3. Als Vorzeigeprojekt für die Branche wurde dieses Projekt nach 2015 zum nationalen Maßstab für die Entwicklung von TIPS-Mehrlochmembranen und beschleunigte den Übergang des Wasseraufbereitungsmembransektors von Laborversuchen zur großtechnischen Fertigung.

III. Langfristige Zusammenarbeit und industrielle Modernisierung

● Aufgrund des Erfolgs der Sechsloch-Spinnerdüse haben der Kunde Motian Technology und Trustech eine strategische Partnerschaft geschlossen.

● Seit 2015: Der Kunde Motian hat sukzessive Spinndüsen der Serien NIPS, TIPS und MBR erworben und damit seine Forschung und Entwicklung sowie die Marktexpansion im Bereich Membranen unterstützt.

● Branchenauswirkungen: Durch die Nutzung dieses technologischen Vorsprungs hat sich der Kunde Motian Technology zu einem führenden Unternehmen im Bereich der membranbasierten Wasseraufbereitung in China entwickelt.

Das Projekt mit sechs TIPS-Spinndüsen im Jahr 2015 demonstrierte nicht nur die technische Kompetenz von Trustech, sondern markierte auch einen historischen Sprung für Chinas TIPS-Spinndüsen – von „einlochig, geringe Effizienz“ zu „mehrlochig, hoher Durchsatz“. Durch die Bewältigung der Herausforderungen bei der Hochtemperatur-Strömungsfeldbalance und der präzisen Mehrlochbearbeitung lieferte Trustech für den Kunden Motian Technology eine hocheffiziente und äußerst zuverlässige Produktionslösung und stärkte damit die technische Kompetenz und Wettbewerbsfähigkeit seiner Membranprodukte.