本作品主要是通过水刺加固工艺虚拟仿真实验系统对水刺加固工艺过程进行全流程的演示和讲解，借助该系统将水刺加固工艺中抽象的原理用多媒体手段实现形化、可视化的特点，对纤维开松、梳理、铺网、水刺加固、后整理、烘燥、卷绕等工艺过程、关键设备及其参数调节进行科普讲解，广泛利用和宣传水刺加固工艺虚拟仿真实验系统的同时，激发学生对《非织造原理》课程的学习兴趣，提升学生的实践能力和综合素养，为培养高素质应用型工程技术人才提供帮助。

二、创意说明

水刺加固工艺虚拟仿真实验系统围绕水刺布的生产过程，从关键装置部件结构和运行过程、水刺加固工艺原理以及关键设备和关键工艺参数的优化等方面对水刺非织造布的生产全过程进行虚拟仿真，使学生能够在虚拟的水刺生产车间漫游浏览，直观观看从原料喂入到最终产品卷绕的整个水刺生产线，参与高性能水刺布的设计与性能分析工作。

项目将虚拟教学与实体教学相结合、虚拟对象与实体对象相结合，虚拟技术与现实技术相结合，形成“专业知识-综合训练-研究创新”为主线的多元化、立体化、开放式、虚实结合的教学体系。

三、创作目的和方法

1.工作原理及机构运行特征，能够运用专业知识用于纺织工程的过程设计、控制、优化和改进；

2.掌握水刺非织造产品加工的关键环节及其主要工艺参数的调节方法，理解铺网工艺、水刺压力对水刺非织造布性能和结构的影响规律，能够现代工具设计、表达纺织复杂工程问题；

3.掌握水刺非织造布水处理循环系统的工作流程，理解水处理循环系统的工作原理，对水处理技术问题能够理解、分析、归纳和总结，适应非织造技术发展的要求。

四、科学原理及方法

水刺加固工艺是利用高压水经过水刺头中的水针板所形成的微细高压水针射流，对托网帘或转鼓上运动的纤网进行连续喷射。在水针射流的直接冲击力、反射水流的作用力和真空抽吸气流的多重作用下，纤网中的纤维产生立移、穿插而相互缠结抱合，从而使纤网得到加固的非织造加固工艺。

本实验中模拟短纤维水刺加固工艺全流程，即纤维经过、水刺、烘燥及后整理，最终形成非织造布，主要知识点包括：

1.成网工艺。本实验中模拟短纤维水刺加固工艺全流程，即纤维经过开松、混合、梳理、铺网、水刺、烘燥及后整理，最终形成非织造布。其中梳理和铺网是水刺加固工艺前道工序中最重要的工艺流程，也是影响针刺工艺参数选择的重要因素。本实验针对棉纤维非织造产品，合理选择梳理设备，了解梳理机构。同时根据四帘式铺网工艺特点，实现对纤网铺层工艺的理解及设计。

2.水刺加固设备。水刺加固系统中的机械设备主要由水刺头、高压水泵、输网帘（托网帘）或水刺转鼓、真空脱水箱、水过滤装置与水循环装置、传动系统及控制系统等组成。其中水刺头是水刺加固工艺中产生高速水射流的关键部件。一般由过滤装置、均流装置、密封装置、喷水板和外壳等组成。

3.水刺工艺原理。经预湿的纤网进入水刺区后，经多股微细水射流的垂直作用，使纤网中一部分表层纤维发生位移，包括向纤网反面的垂直运动，当水射流穿透纤网后，受到托网帘或转鼓的反弹作用，以不同的方位散射到纤网的反面。在水射流直接冲击和反弹的双重作用下，纤网中的纤维发生位移、穿插、缠结、抱合，形成无数个柔性缠结点，从而使纤网得到加固。

4.水过滤与循环系统。水刺加固工艺每小时需用循环工艺水150～200m3，为了节约用水，减少生产成本，须将其中95%的水经过滤、除杂、杀菌处理后循环使用。本实验中采用平网水刺加固，系统中每个水刺头采用独立的脱水箱进行脱水，脱水箱与汽水分离器相连，内部的真空度由与汽水分离器相连的风机形成。过滤系统采用三级过滤体系，对回收水进行处理。

5.烘燥。水刺加固后，可采用抽吸装置和脱水辗压榨脱除水刺非织造材料中的大部分水，然后采用烘燥机烘干水刺非织造材料。本实验中采用热风穿透式烘燥烘干方式。