BESCHICHTUNGSTECHNIK:
Etablierte und fortgeschrittene Verfahren in der Druck- und Beschichtungstechnik

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KLG-BildEine Vielzahl von Produkten erhält ihre charakteristischen Eigenschaften durch das Auftragen einer dünnen flüssigen Schicht, die nach Trocknung und Nachbehandlung beispielsweise als Informationsträger, als optische Folie, als Schutzschicht oder als organische Halbleiterdünnschicht für organische Elektronik dienen kann. An die Qualität der Oberflächen und damit auch an die eingesetzten Beschichtungsverfahren werden dabei meist höchste Anforderungen bezüglich der Oberflächengüte gestellt. Die Entwicklung und Verbesserung von Beschichtungs- und Trocknungsverfahren ist somit von herausragender Bedeutung für die Konkurrenzfähigkeit vieler Industriezweige.

Um die Innovation bestehender Beschichtungsverfahren wirkungsvoll voranzutreiben, hat sich eine enge Zusammenarbeit von Industrie und Hochschule bewährt. Am Lehrstuhl für Strömungsmechanik in Erlangen und am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Bereich „Thin Film Technology“ werden daher in Kooperation mit verschiedenen Industrieunternehmen Grundlagenuntersuchungen im Bereich der Beschichtungs- und Trocknungstechnik durchgeführt. Ziel ist es dabei stets, aufbauend auf dem physikalischen Verständnis der speziellen Verfahren konkrete Verbesserungen beim Industriepartner umzusetzen.

Die Komplexität der Problemstellung und der zu ihrer Lösung eingesetzten Methoden erfordert jedoch eine gezielte Ausbildung von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren. Diese soll durch diesen Kurzlehrgang vermittelt bzw. vertieft werden. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Anwendung der vorgestellten Methoden und Verfahren gerichtet. Um einen engen Bezug zur Praxis zu gewährleisten, sind Vorträge von Herstellern und Anwendern aus der Industrie in das Kursprogramm eingebunden.

Die numerische Simulation ist ein effizientes Hilfsmittel bei der Entwicklung und Optimierung von Beschichtungswerkzeugen vom Auftrag bis hin zur Auslegung des Trocknungsprozesses zum fertigen Produkt. Neben zahlreichen Programmen zur Analyse von Innenströmungen, z.B. im Beschichtungswerkzeug, liegt die Herausforderung in der Simulation des Film- und Tropfenauftrags, bei der die Bewegung der freien Oberfläche der Flüssigkeit mit berechnet werden muss. Es werden sowohl kommerzielle als auch selbst entwickelte, spezialisierte Rechenprogramme vorgestellt, die zur Untersuchung derartiger Strömungen der kapillaren Hydrodynamik geeignet sind.

Trocknungsprozesse werden numerisch und modular für einzelne Zonen gerechnet, wobei die Strömungsrandbedingungen in der Gasphase, die Gemischthermodynamik und der Wärme- und Stofftransport im Film einzeln berücksichtigt werden und als gekoppelte Prozesse dargestellt werden müssen.

Zudem werden grundlegende Kenntnisse für Beschichtungstechniken vermittelt, die für Anwendungen in der druckbaren und flexiblen Elektronik sowie für optische Anwendungen von Bedeutung sind.

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