Simulierte Lackierversuche steigern Effizienz

Simulationen ermöglichen auch in der industriellen Lackiertechnik mittlerweile immer mehr Anwendungen. Aktuelle Beispiele zeigen, wie Lackierprozesse virtuell über numerische Strömungssimulationen optimiert werden können.

Grafik Gegenüberstellung Digitaler Zwilling und reales Pulverreycling
Digitaler Zwilling in der Pulverapplikation mit Kreislaufführung. Grafik: Fraunhofer IPA

Simulationen lassen sich als virtuelle Experimente verstehen, die zu jedem Zeitpunkt gestoppt werden können und es erlauben, physikalische Größen an jedem Ort auszulesen. Darüber hinaus können physikalische Einflüsse ein- und ausgeschaltet werden. Bei der Pulverbeschichtung ist es beispielsweise möglich, den Pulverkreislauf zu simulieren. Da das rückgeführte Pulver vor allem sehr feine Pulverpartikel beinhaltet, verfeinert dies bei der Kreislaufführung zunehmend das frische Pulver, sodass noch mehr Overspray entsteht. Dies hat zur Folge, dass die Schichtdicke schwankt und der Auftragswirkungsgrad abnimmt, bis sich ein stabiles Niveau einstellt. Ist die Partikelgrößenverteilung des frischen und des recycelten Pulvers bekannt, ist dieser Driftprozess virtuell über das sogenannte KAP-SIM Verfahren abbildbar. Gesteuert durch einen Algorithmus können Prozessparameter gezielt verändert werden, um dem Pulverdrift entgegenzuwirken. Die Simulation erlaubt zusätzlich im Vorfeld kritische Pulver-/Bauteil-Kombinationen zu identifizieren sowie Prozessparameter bereits mit Beginn der ersten Bauteillackierung gezielt einzustellen. Aktuell befindet sich dieser Ansatz noch im Forschungsstadium in einem deutsch-schwedischen Kooperationsprojekt.

Weitere Anwendungsbeispiele für Simulationen in der Lackiertechnik, etwa bei der automatischen Erstellung von Lackierbahnen, finden Sie in BESSER LACKIEREN 3/2022.

Zum Netzwerken:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart, Dr. Michael Hilt, Tel. +49 711 970-3820, michael.hilt@ipa.fraunhofer.de

Nico Güttler, Tel. +49 711 970-1350, nico.guettler@ipa.fraunhofer.de, www.ipa.fraunhofer.de/beschichtung

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