Die Arbeit beschäftigt sich mit einem Teilaspekt der Lackierung von Pkw-Karossen: der Applikation des Lacks durch elektrostatisch unterstützte Hochrotationszerstäuber. Die Modellierung und Simulation dieses Produktionsschrittes bildet den Fokus. Dazu wird zunächst die zu Grunde liegende Physik erarbeitet. Hierbei stehen die Teilprobleme der hochturbulenten Luftströmung, die Bewegung der Lacktropfen und die Elektrostatik sowie deren Interaktion im Vordergrund. Aspekte, wie die Zerstäubung des Lacks, das chemische Verhalten des Lacks oder Effektlacke mit Metallpigmenten werden ausgeblendet. Es wird eine Modellierung des Problems erarbeitet, die sich mit aktuellen numerischen Methoden auf gängigen Rechenarchitekturen umsetzen lässt. Nach Betrachtung der in der Literatur vorhandenen Ansätze wird eine Umsetzung mit Hilfe eines kommerziellen Finite-Volumen-Lösers durchgeführt. Dieser ist über eine Benutzerschnittstelle dem Problem angepasst worden. Die Simulationen der Teilprobleme werden verifiziert. Dazu werden Vergleiche mit Messungen und mit analytisch lösbaren Aufgabenstellungen durchgeführt. Die bei den Simulationen verwendeten Modelle und Alternativen dazu werden untersucht. Hierzu ist ein Programm zur Berechnung der Partikeldynamik erstellt worden, das sehr hohen Genauigkeitsansprüchen genügt. Damit lassen sich detaillierte Vergleiche erstellen und die Modelle bewerten. Abschließend werden Lackiersimulationen durchführt und mit Messungen verglichen. Zunächst werden Berechnungen für stationäre Zerstäuber und einfache Geometrien durchgeführt. Nach erfolgreichem Abschluss erfolgen dann die Berechnungen der Lackierung mit bewegten Zerstäubern für komplexe Geometrien.
Modellierung und Simulation der Lackierung von PKW-Karossen mit bewegten, elektrostatisch unterstützten Hochrotationszerstäubern
Forschungsberichte Strömungslehre und Aerodynamik ; 12 ; 1-195
2007
195 Seiten, 95 Bilder, 12 Tabellen, 107 Quellen
Theses
German
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