Das Seminar "Ein Tropfengenerator für hochviskose und viskoelastische Flüssigkeiten" wird von Dr.-Ing. Hai Li (Mechanische Verfahrenstechnik, MLU Halle-Wittenberg) gehalten. Die Vortragsinhalte umfassen in Stichpunkten: Tropfengenerator, Tropfenerzeugung von viskoelastischen Flüssigkeiten, Charakterisierung der Tropfenbildung, Untersuchung der Tropfenskollision. Beginn ist am Donnerstag, den 16. April, um 19 Uhr. Ort: Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren Magdalenenstraße 2 64289 Darmstadt. Der Seminarraum befindet sich im Nachbargebäude S1|08 - Raum 111. Die Teilnahme ist kostenlos.

Zum Thema 

Der Tintenstrahldruck ist eine Schlüsseltechnologie im Bereich der definierten Polymerabscheidung. Dessen Einsatz Technologie lässt sich in vielen Bereichen finden, z.B. in der Herstellung von PLED, im 3D-Drucken von Keramik sowie in der Wirkstofffreisetzung in den medizinischen Anwendungen. 

Viskoelastische Tropfen aus Polymerlösungen werden typischerweise durch Drop-on-Demand-Tintendrucker (DOD) und Continuous-Ink-Jet-Drucker (CIJ) erzeugt. Die anwendbaren Relaxationszeiten sind 100 μs beim Piezo-Drucker DOD, 2,4 ms beim CIJ, und 15 ms beim Bubble-Jet-Drucker DOD. In den beiden DODs nimmt die Geschwindigkeit des Tropfens mit der zunehmenden Relaxationszeit stark ab. 

Die Tropfenerzeugung von viskoelastischen Flüssigkeiten ist auch ein wichtiges Thema für die Untersuchung in Sprühtrocknung, wobei die Flüssigkeiten, meist Lösungen oder Suspensionen, eine hohe Viskosität oder hohe Viskoelastizität haben, z.B. kondensierte Kuhmilch. 

In einem Sprühtrockner kommt es besonders im Nahbereich des Zerstäubers aufgrund der hohen Tropfenkonzentration mit hoher Wahrscheinlichkeit zu binärer Tropfenkollisionen. Dadurch wird das Tropfengrößenspektrum maßgeblich beeinflusst. Um die Kollisionsergebnisse für hochviskose und viskoelastische Flüssigkeiten auf experimenteller Basis zu erweitern, wurde ein Tropfengenerator, "HiDrip", zusammen mit der Firma Inducap entwickelt. 

Der Tropfenerzeuger ist für Scherviskositäten von 116 bis 729 mPa·s einsetzbar. Für eine viskoelastische Flüssigkeit mit einer Scherviskosität von 4,5 mPa·s und einer Relaxationszeit von 2,4 ms ist der Tropfengenerator funktionsfähig. Bei einer wesentlich höheren Relaxationszeit von 42 ms erfolgte keine saubere Abtrennung der Tropfen. Die Geschwindigkeiten der Tropfen sind ca. 2.3 m/s; die Frequenzen des Tropfens in einer Tropfenkette sind 50 bis 100 Hz; die Durchmesser der Tropfen betragen 1,4 bis 2 mm. 

Anschließend wurden Tropfenkollisionen hochviskoser Flüssigkeiten durchgeführt, und die Grenze zwischen Koaleszenz und dehnender Separation wurde sichergestellt. Das beobachtete typische Kollisionsszenario für viskoelastische Tropfen wurde als "Beads-on-string" bezeichnet.