CFX Berlin - Entwicklung: AnSim


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AnSim

Anwendungsorientierte Simulation zur Planung und Produktion maßgeschneiderter, elektrolytisch erzeugter Oberflächen

Mittels elektrochemischer Beschichtung werden auf Werkstücke metallische Schichten aufgetragen, durch die diese gegen Korrosion geschützt oder optisch aufgewertet werden. Darüber hinaus werden zunehmend elektrochemisch abgeschiedene Schichten mit vorgegebenen tribologischen Eigenschaften wie Härte, Ebenheit, Homogenität hergestellt.

Die hierzu eingesetzten Beschichtungsverfahren erfordern eine hohe Prozessbeherrschung und müssen immer stärker an die produktionstechnische Umgebung angepasst werden. Zur Sicherstellung der Prozess- und Produktsicherheit müssen folgende Aspekte besonderes beachtet werden:

Eine gesicherte Qualität der Beschichtung im Bezug auf ihre funktionalen Anforderungen;
Die Optimierung der Prozessesbedingungen und -führung (z.B. optimierte Zellengeometrie und Hydrodynamik);
Eine an den Beschichtungsprozess angepasste Gestaltung der vor- und nachgelagerten Fertigungsschritte;
Die optimale Integration des Beschichtungsprozesses in die Produktionsumgebung.

Vorteile der Simulation

Mittels einer an das Verfahren und die Anlage angepassten Simulation kann der Beschichtungsprozess analysiert und verifiziert werden. Bei einem vorhandenen verifizierten Simulationsmodell kann die Einhaltung der Prozessgrößen bei der in der Fertigungskette laufenden Beschichtung überprüft und optimiert werden, ohne die Kette unterbrechen zu müssen. Allerdings war die Simulation in der Vergangenheit vorwiegend auf einzelne Aspekte fokussiert.

Die Herausforderung besteht darin, unterschiedliche galvanische Phänomene in ihrem Zusammenwirken mit Eigenschaften der Anlagentechnik und der Werkstücke in ganzheitlicher Weise zu berücksichtigen. Dazu wird eine Methodik entwickelt, die in Wechselwirkung stehenden Vorgänge bei der Keimbildung, dem Kristallwachstum, der Stoffkinetik, der Hydrodynamik und der Werkstückgeometrie durch Teilmodelle zu charakterisieren, durch geeignete Zustandsgrößen zu beschreiben und diese Zustandsgrößen miteinander zu verknüpfen.

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