CFD-Simulationen
Um benötigte Bauteil- bzw. Materialeigenschaften nach der, mittels Kaltgasspritzprozess durchgeführten, Reparatur gewährleisten zu können, sollen im Rahmen des dtec.bw CORE Projekts sowohl existierende Düsen optimiert als auch neue Düsengeometrien entwickelt werden. Wesentlicher Baustein dieses Vorhabens sind dabei 2D sowie 3D CFD-Simulationen. Das Hauptziel ist hier die Maximierung der Geschwindigkeit der Pulverpartikel beim Aufprall auf die Oberfläche bzw. das Bauteil. Des Weiteren sollen optimierte Düsen (-geometrien) Kollisionen der Pulverpartikel untereinander sowie Kollisionen der Pulverpartikel mit der Düsenwand minimieren.
Simulation der Gasgeschwindigkeit innerhalb einer kommerziell erhältlichen Kaltgasspritzdüse
Zusätzlich werden die Strömungssimulationen dazu eingesetzt, um die durch alle dtec.bw CORE Mitarbeiter experimentell erarbeiteten Ergebnisse besser zu verstehen.
Ansprechpartner: M.Sc. Julio Gutiérrez
Parallel zu im dtec.bw CORE Projekt durchgeführten Simulationen, arbeitet unser Experte auch daran, Düsen für das Aerosol Deposition Verfahren auf ähnlichem Wege zu optimieren.
Simulation des Materialauftrags
Beim Einsatz der Kaltgasspritztechnik für die geometrische Reparatur beschädigter Bauteile ist die Steuerung des Füllmaterials von entscheidender Bedeutung, um die grundlegenden Leistungsanforderungen der reparierten Teile zu erfüllen und die gewünschte Geometrie zu erreichen. Im Rahmen des dtec.bw CORE Projekts wird daher ein auf einer Gauß-Verteilung basierendes Peak-Modell zur Beschreibung der Materialablagerung erstellt und in eine selbstentwickelte Windows-Formularanwendung integriet.
Oben links: Peak-Modell zur Beschreibung der Materialablagerung; Unten links: Screenshot des entwickelten Softwaretools (beta-Version); rechts: Simulierter Materialauftrag im Vergleich zu experimentell aufgefüllten Materialfehlern
Verschiedene relevante Parameter, wie z.B. Spritzbedingungen, Prozessparameter, Modell und Substrate können dann einfach über die Anwendungsoberfläche eingestellt und berücksichtigt werden. Die relevanten Variablen des Modells werden zusätzlich anhand ausgewählter praktischer Beschichtungsversuche kalibriert. Schlussendlich soll das kalibrierte Modell in der Lage sein, das endgültige Profil von mittels Kaltgasspritzens aufgetragenem Material genau zu simulieren.
Ansprechpartner: Dr.–Ing. Hongjian Wu
Details zu den weiteren Forschungsgebieten folgen in Kürze.
Letzte Änderung: 23. April 2024