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Coating of sensor systems / Schlitzgussbeschichtung

Coating of sensor systems / Schlitzgussbeschichtung
Forschungsthema:Visualisierung des Strömungsfeldes im Beschichtungsspalt und Analyse des Stabilitätsverhaltens
Typ:Master-/Diplomarbeit (praktisch/theoretisch)
Datum:ab sofort
Betreuer:

Riegel/Diehm

Bearbeiter:zu vergeben

Projektbeschreibung

Das Schlitzgussverfahren findet in der Industrie große Verwendung und wird unter anderem im Bereich der Flüssigphasen-Prozessierung von Biosensoren, organischen Leuchtdioden und Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt. Als kontinuierliches und leicht skalierbares Beschichtungsverfahren bietet es den großen Vorteil der Erzielung hoher Produktionsgeschwindigkeit und zugleich der Reduktion der Produktionskosten.
Die Anforderungen, die hierbei an das Verfahren gestellt werden, variieren je nach Anwendungsfeld stark und reichen von der Prozessierung sehr dünner, flächiger Schichten im Nanometer-Bereich über die Herstellung strukturierter oder intermittierte Beschichtungen bis hin zur Produktion homogener, defektfreier Filme mit definierter Beschichtungsbreite zur Gewährleistung vollständiger Funktionalität.

                      

                      Abbildung 1: Fotoaufnahme einer Strichbeschichtung für Biosensor Anwendungen.

 

Das Beschichtungsfluid wird dazu durch eine Hochpräzisions-Schlitzdüse gepumpt und soll fehlerfrei auf ein sich schnell dazu relativ bewegendes Substrat aufgetragen werden. Mit Blick auf die Produktqualität stellen die Vorgänge, die während der Beschichtung unmittelbar im Spalt zwischen Substrate und Beschichtungsdüse ablaufen, eine Schlüsselfunktion dar, da sie einen direkten Einfluss auf die die Ausbildung des Nassfilms und somit auf die Beschichtungsqualität ausüben.
Daher soll im Rahmen dieser Arbeite eine fundierte Analyse durchgeführt werden, die sich mit der dynamischen Benetzung der Düsenlippen und der Ausbildung des Strömungsprofil im Spalt beschäftigt. Dazu soll zunächst aufbauend auf Erkenntnissen aus der Literatur ein neuer Versuchsaufbau zur Visualisierung der Spaltströmung mit Hilfe eine Hochgeschwindigkeitskamera entworfen und aufgebaut werden. Die Übereinstimmung der Versuchsergebnisse soll anhand von Modellstoffsystemen getestet und mit Literaturdaten verglichen werden. Begleitend ist eine analytische Beschreibung der ablaufenden Vorgänge geplant. Ziel wird es sein, die gewonnenen Erkenntnisse direkt auf Problemstellungen und Anwendungen in der Industrie zu übertragen, um so zur Steigerung der Produktivität und Kapazität beitragen zu können.

Der Umfang der Arbeit entspricht einer Masterarbeit. Es wird angestrebt die gewonnenen Ergebnisse im Rahmen einer internationalen Veröffentlichung der Fachwelt vorzustellen.

                      

                      Abbildung 2: Kameraaufnahme des Spaltes während der Beschichtung mit Visualisierung der
                      Up- und Downstream-Menisken.

 

Kontakt:

Dipl.-Ing. Ralf Diehm

Geb. 30.48, Zi. 120
Tel.: +49 721 608-46990
ralf.diehm∂kit.edu

 

Dipl.-Ing. Anna-Lena Riegel

Geb. 10.91, Zi. 309
Tel.: +49 721 608-48723
anna-lena.riegel∂kit.edu