Rechnergestützte Strömungsmechanik im Dienste der Mode und der Kunst
Beflockungen weisen bezüglich der Anwendungsmöglichkeiten bei einigen industriellen Prozessen eine ungeahnte Variabilität auf. Das Armaturenbrett eines Autos ist mit hoher Wahrscheinlichkeit beflockt, damit das einfallende Sonnenlicht nicht auf die Windschutzscheibe reflektiert wird. Irgendwann hat jeder von uns schon einmal eine beflockte Textilie getragen, sei es ein einfaches T-Shirt oder ein hochwertiger Modeartikel. Beim Beflocken müssen Millionen von Fasern auf einem Gegenstand aufgebracht werden. Dies birgt Gesundheits- und Sicherheitsrisiken durch Flockfasern, die in die Luft abgegeben werden. Das FFLIC-Projekt befasste sich mit diesen Problemstellungen und entwickelte eine innovative Beschichtungstechnologie speziell für die Textilindustrie. Mit dieser Technologie wird eine ähnliche Beflockungsoptik bei geringeren Kosten aber gleicher Produktionszeit erreicht. Zudem kommt es zu keiner Umweltbelastung. Ein zentraler Punkt bei der Entwicklung dieser neuartigen Beschichtungstechnologie ist die Möglichkeit, Vorhersagen zum Spritzverfahren bei Lacken zu machen. Aufgrund ihrer ausgefeilten und genauen Möglichkeiten zur Vorhersage stellten für die Projektpartner numerische Berechnungen bei der Simulation des Spritzverfahrens mit Sprühpistolen auf Grundlage der Strömungsmechanik einen großen Fortschritt dar. Die Methode zur Vorhersage verbindet ein Modell für den Moment des Auftritts des Farbtropfens auf die Oberfläche mit der Verfolgung der Ausbreitung des Sprühnebels nach Lagrange. Kenntnisse der Verteilung des zerstäubten Lacks führen zu einer einheitlicheren Abscheidung und damit zu einer höheren Beschichtungsqualität. Wird diese Methode bei gewöhnlichen Sprühpistolen angewendet, können genaue Vorhersagen bezüglich der Dicke des abgeschiedenen Lacks auf verschiedenen Geometrien gemacht werden. Die Genauigkeit dieser Ergebnisse wurde anhand von bereits vorhandenen experimentellen Daten des Strömungsfeldes von Sprühpistolen überprüft. Greift man bei dieser Methode auf Algorithmen der Strömungsmechanik zurück, können Zustände extrapoliert und erstellt werden, für die keine experimentellen Daten vorhanden sind. Das Modell für das Spritzverfahren kann auch bei der Entwicklung von neuen Sprühpistolen zum Einsatz kommen. Die Projektpartner stellen die gesammelten Kenntnisse im Bereich des Spritzverfahrens zur Verfügung und sind bereit, dieses Wissen zu Forschungszwecken im wissenschaftlichen oder industriellen Bereich weiterzugeben.
