Oberflächentechnologie: Nummerische Simulation des Aufprallvorganges von Lacktropfen mit Non-Newtonian-Flüssigkeit

Bei der Automobillackierung werden häufig Hochrotationszerstäuber verwendet. Unter bestimmten Umständen kommt es bei der Applikation des Lackmaterials zur Ausbildung von Bläschen im Lackfilm. Diese Bläschen sind bereits im nassen Film erkennbar und bleiben auch bei der Trocknung und Vernetzung des Filmes erhalten, was die Beschichtungsqualität beeinflusst. Nummerische Untersuchungen zum Tropfenaufprall auf dem Trocken- und Nasssubstrat wurden in der Vergangenheit durchgeführt werden, allerdings wurde nur Newtonian Fluid in der Simulation verwendet. Im Rahmen dieser Tätigkeiten wird eine Diplom-/Bachelorarbeit vergeben. Betracht wird der Aufprallvorgang eines einzelnen Tröpfchens.

Die kommerziellen CFD-Programme werden in den Untersuchungen verwendet. Dabei kommt die sogenannte Volume-of-fluid-Methode (VOF) zum Einsatz. Die Arbeiten werden sich auf folgende Punkte konzentrieren:

• Durchführung der nummerischen Simulation des Lacktropfenaufpralls auf dem Trockensubstrat und Überprüfung der Möglichkeit der Aufnahme kleiner Luftblasen bei Aufprallvorgängen
• Untersuchung des Einflusses der Viskosität, ggf. Implementierung der rheologischen Modelle in die CFD-Programme für das nicht newtonsche Verhalten der verwendeten Materialien durch user-defined functions sowie Transportgleichungen
• Vergleich des Aufprallvorgangs zwischen newtonschen sowie nicht newtonschen Tropfen (Herschel-Bulkley-Gesetz und Thixotropiemodell)
• Untersuchung des Einflusses der Aufprallgeschwindigkeit auf den Lufteinschluss sowie die Luftbefreiung

Weitere Informationen

Unternehmen

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

Bereich/Abteilung

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit / Diplomarbeit

Ansprechpartner/in

Name: Frau Nina Warth

Branche

Forschung und Entwicklung

Anforderungen

Studien-/Abschlussarbeit für die Fachrichtungen

• Luft- und Raumfahrttechnik
• Maschinenbau
• Physik


Was Sie mitbringen

• Gute Lernfähigkeit
• Grundwissen in der Strömungsmechanik und der numerischen Simulation

Zusatzinformationen

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart

Kennziffer: IPA-2015-470

Die Stelle ist auf eine Dauer von 4-6 Monaten ausgelegt

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