Simulation von Nahtabdichtprozessen - Grundlagen, Stand und Ausblick

Im Rahmen eines BMBF-Projektes wurden grundlegende Untersuchungen zur Simulation des automatisierten Nahtabdichtprozesses in der Automobilindustrie durchgeführt. Zentrale Bedeutung hat dabei die praxisgerechte Charakterisierung der Fließeigenschaften der Materialien, da diese sowohl den Vorgang der Dosierung als auch den eigentlichen Applikationsprozess und die resultierenden Nahteigenschaften (z. B. Standfestigkeit) nachhaltig beeinflussen. In der ersten Projektphase wurden numerische Simulationen der rheologischen Strömungen im Dosiersystem durchgeführt, die in ein einfaches Auslegungsprogramm zur Bestimmung des Druckverlustes und der Materialerwärmung für gerade Rohrleitungen und Schläuche überführt werden konnten. In der zweiten Phase konnte mit einem Volume-of-Fluid-Modell die Ausbildung der Fluidraupen auf einem bewegten Substrat simuliert werden. Für den Fall des Dünnstrahlspritzens konnten wichtige Aussagen zur Abhängigkeit der Raupenform von den Prozessparametern (z. B. Materialvolumenstrom, Düsendurchmesser etc.) gemacht werden. Ebenso konnten Informationen über das Verhalten bei der Applikation auf Substratstufen und Fälzen gewonnen werden. Die entwickelten Werkzeuge und Methoden können zukünftig in einer Reihe weiterer Dickstoffapplikationen eingesetzt werden, so z. B. im Kleber- oder Unterbodenschutzbereich oder bei spritzbaren Dammstoffen.