Strömungssimulation

Einblick in das Fließverhalten von Klebstoffen

Ausschnitt aus der Simulation der Klebstoffströmung in einem Kolbendosierer
© Fraunhofer IFAM

Ausschnitt aus der Simulation der Klebstoffströmung in einem Kolbendosierer

© Fraunhofer IFAM

Vorausgesagter Bereich mit ungewollter Härtung des Klebstoffs innerhalb des Kolbendosierers

Die Beschreibung von Strömungsvorgängen durch die numerische Strömungssimulation CFD (Computational Fluid Dynamics) wird bereits in den unterschiedlichsten technischen Feldern eingesetzt. Die Bandbreite dieser Methode erstreckt sich von der Aerodynamik verschiedener Transportmittel über die Simulation des Füllvorgangs beim Spritzgießen bis hin zur Beschreibung motorischer Verbrennungsvorgänge. Im Bereich der maschinellen Klebstoffverarbeitung wird die numerische Strömungssimulation bislang wenig eingesetzt.

Im Unterschied zu Luft und Wasser sind Klebstoffe fast ausschließlich nicht-newtonsche Flüssigkeiten mit einem komplexen Fließverhalten. Für den Hersteller und den Betreiber von klebtechnischen Dosier- und Applikationsanlagen ist die Strömung der Klebstoffe in diesen Anlagen daher schwer abzuschätzen. Dies kann zu unerwarteten Fließeffekten, Planungsproblemen oder plötzlich auftretenden Betriebsstörungen führen.

 

Portfolio

Die Klebtechnische Fertigung des Fraunhofer IFAM nutzt die Strömungssimulation im Kundenauftrag und im Rahmen von Forschungsprojekten mit dem Ziel, die Strömung des Klebstoffs während der klebtechnischen Fertigung vollständig zu verstehen. Basis für eine treffende Simulation sind stets die zielgerichteten rheologischen Charakterisierungen des Fließverhaltens der Klebstoffe, die Validierung der Simulation an einer instrumentierten Applikationstechnik und die detaillierte Kenntnis der industriellen Produktionsbedingungen.

Die resultierenden Erkenntnisse dienen der anwendungsbezogenen

  • Vermeidung von Fehlern während der Produktion
  • Auslegung von Anlagen und Komponenten
  • Ermittlung von Prozessgrenzen
  • Identifikation von Ursachen für Betriebsstörungen sowie der
  • Optimierung von Anlagen und Prozessen