Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelUntersuchung zum Partikelverhalten in einem erhitzten Kapillarrohr zur zukünftigen Anwendung in einem additiven Fertigungsverfahren / Marc Lensker ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid, Korreferenten: Prof. Dr.-Ing. Hilmar Apmann, Prof. Dr.-Ing. Carsten Schilde
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (xxii, 181 Seiten) : Diagramme, Illustrationen
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2026
- AnmerkungTag der Verteidigung: 27.05.2026
- Verteidigung2026-05-27
- SpracheDeutsch
- DokumenttypDissertation
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Zusammenfassung
Ausgangspunkt dieser Arbeit ist das Konzept eines Verfahrens, bei dem Partikeln innerhalb einer Poiseuille-Strömung mit Hilfe der scherinduzieren Auftriebskraft auf einer stabilen und fokussierten Trajektorie durch ein Kapillarrohr geleitet werden. Die gleichzeitige Erhitzung des Rohres führt zu einer Beschleunigung und Erhitzung der Mehrphasenströmung, sodass die Partikeleigenschaften beim Austritt aus dem Kapillarrohr einen additiven Materialauftrag auf ein Substrat ermöglichen. Die Entwicklung eines Versuchsstands mit entsprechender Messtechnik und die Implementierung eines Simulationsmodells auf Basis des Euler-Lagrange-Verfahrens ermöglichen in dieser Arbeit eine umfassende Untersuchung des Verfahrenskonzeptes. Mit den Untersuchungen wird die Funktionsweise demonstriert und ein tiefergehendes Verständnis zum Partikelverhalten innerhalb des Rohres gewonnen. Außerdem werden Verfahrensparameter und Störgrenzen hergeleitet, unter welchen notwendige Partikeleigenschaften für einen Materialauftrag am Rohrauslass mit dem Verfahren erzeugt werden können.
Abstract
The starting point of this thesis is the concept of a process in which particles are transported within a Poiseuille flow on a stable and focused trajectory through a pipe by means of the shear-induced particle lift force. The simultaneous heating of the pipe leads to the acceleration and heating of the multi-phase flow, which in turn enables an additive deposition of the particles on the substrate at the outlet of the pipe. By developing an experimental setup with appropriate measuring techniques and implementing a simulation model based on the Euler-Lagrange approach, a comprehensive investigation of the given concept is enabled in this work. These investigations demonstrate the operating principle and provide a deeper understanding of particle behavior within the pipe. Furthermore, process parameters and limits of particle properties required to achieve additive deposition of material by the concept are derived.
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