Ludovic双螺杆挤出工艺仿真软件案例分享

Ludovic是一款同向啮合双螺杆挤出全工艺仿真软件，分析材料在挤出工艺中的演变以及优化工艺。通过仿真，Ludovic可在短时间内计算出材料在双螺杆挤出机中演变，缩短实验时间。软件提供多种计算结果(能量平衡、停留时间分布、热-应力结果)，帮助用户分析材料在挤出机中的变化规律。同时，软件特有的DoE实验设计功能，可快速筛选可行工艺，降低研发成本。

Ludovic是一个虚拟的挤出实验室，用数值仿真来代替反复试验。

功能	目标行业
DoE虚拟实验设计	塑料行业——热塑性塑料
多结果比较(单因素分析)	含能材料、电池、浆料
混合效率分析	农产品（淀粉等）
工艺优化设计	制药
工艺放大

工业应用：

玻纤挤出:计算玻璃纤维(GF)长度

玻璃纤维(GF)与聚合物复合以提高其力学性能。这种性能的提升在很大程度上取决于玻璃纤维的长度。纤维越长，材料的抗性就越强。仿真的关键在于如何通过整合纤维断裂的理论模型来监测和控制双螺杆挤出机中玻璃纤维(GF)的长度。

Ludovic集成了独特的玻璃纤维演变计算模型。它能够根据剪切分布来评估在整个工艺过程中纤维尺寸的变化情况。

如下图所示，输入项为初始的玻璃纤维尺寸分布(图中黄色部分所示)。然后，Ludovic会计算玻璃纤维尺寸分布的演变(图中红色部分所示)，以评估最终的纤维尺寸分布。Ludovic能够提供双螺杆挤出机每个混合区域内玻璃纤维的平均尺寸。

农产品挤出-预测淀粉的降解

含淀粉产品的挤压过程很复杂，这一过程取决于微观结构的演变(颗粒结构的丧失、直链淀粉和支链淀粉链的降解等)。为了预测淀粉的转变，对比机械(SME)对材料特性粘度的影响进行了分析。实际上，粘度和比机械能可认为是淀粉反应的判别参数。

在考虑耦合和不考虑耦合的情况下，采用Ludovic分别进行了比机械能和粘度的计算。通过实验结果的对比，显示出良好的匹配性(见下图)。将比机械能和粘度进行耦合可以进行定性分析，从而预测含注粉产品反应的演变情况。

Importance of coupling between Specific Energy and Viscosity in the Modeling of Twin Screw Extrusion of Starchy Products. F. Berzin, A. Tara, L. Thigzert, B. Vergnes