Computersimulation des Nahtabdichtprozesses im Automobilbau mit Hilfe der VOF - Methode von FLUENT

Die im Karosseriebau entstehenden Blechnähte werden vor allem aus Gründen des Korrosionsschutzes mit hochviskosen PVC- bzw. PUR-Materialien abgedichtet. Die Applikation der Fluidraupen erfolgt robotergeführt mittels unterschiedlicher Applikationssysteme (z.B. Dünnstrahlspritzen, Elektro-Swirl, Flatstream-Düse). Ein von der Automobilindustrie und vom BMBF gefördertes Forschungsvorhaben hatte die Erarbeitung der physikalischen Grundlagen des Nahtabdichtprozesses zum Ziel. Dabei nahm die Modellbildung mittels Computersimulation einen wichtigen Platz ein. Mit Hilfe der Volume-of-Fluid-Methode (VOF) von FLUENT ist es möglich, in einem 3D-Rechenmodell das Auftreffen der Fluidstrahle auf die bewegte Substratfläche in Abhängigkeit von den Prozessparametern (u.a. Materialrheologie, Düsengeometrie, Geschwindigkeiten) zu simulieren. Im Speziellen ergibt sich bei Verwendung des Geo-Reconstruct-Verfahrens im Gegensatz zum Implicit-Verfahren ein wesentlich geringeres Verschmieren der Phasengrenzfläche Fluid/Luft, welches auf Grund "nummerischer Diffusion" auftreten kann. Insgesamt zeigt das Simulationsmodell eine gute Übereinstimmung der simulierten Raupenformen mit dem Experiment. Darauf aufbauend kann die Entwicklung eines Beschreibungsmodells als ein in der Praxis einsetzbares Auslegungswerkzeug erfolgen.