Hochdrucksprühdüsen

auf dem Prüfstand

Untersuchung per Laser, Akustik und Rasterelektronenmikroskop: Zusammen mit unseren Forschungs-Partner in Zusammenarbeit mit der FH Münster erforschen wir das Sprühverhalten von Hochdruckdüsen, um sie wirtschaftlicher, umwelt- und gesundheitsfreundlicher zu machen.

zum Artikel der FH Münster

Bild B - Sonische Zweiphasendüse
Bild B - Sonische Zweiphasendüse zur Aufbringung von Lösungsmitteln in Kantenanleimmaschinen

Optimierung industrieller Sprühprozesse

Hochdrucksprühdüsen mit Verbesserungspotenzial

In modernen industriellen Fertigungsprozessen kommen Hochdrucksprühdüsen zum Einsatz, um Farbstoffe oder reinigende Lösungsmittel präzise auf Produkte aufzutragen. Gerade in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Optimierung und Maximierung von Effizienz, Nachhaltigkeit und Arbeitssicherheit bietet dieses Verfahren noch erhebliches Potenzial. Mit zunehmender Nutzungsdauer verschleißen die Düsen, wodurch sich das Sprühbild und die Leistungsfähigkeit verschlechtern können. Gleichzeitig steigt in der Industrie der Bedarf an neuen Sprühmitteln, die umwelt- und gesundheitsverträglicher sind als herkömmliche Lösemittel.

Forschung im Netzwerk

Interdisziplinäres Forschungsprojekt an der FH Münster

Vor diesem Hintergrund untersucht ein interdisziplinäres Forschungsprojekt an unserer Partnerhochschule, der FH Münster, das Sprühverhalten von Düsen im industriellen Einsatz. Beteiligt sind Lehrende und Studierende aus einem starken Netzwerk aus Wissenschaft und Wirtschaft, unterstützt durch unser Verwaltungsratsmitglied, den Materialphysiker Dr. (Aus.) Heiko Timmers. Ziel des Projekts ist die datenbasierte Optimierung und Maximierung von Sprühprozessen sowie die Entwicklung neuer Lösungsansätze für eine wirtschaftlichere und nachhaltigere Anwendung.

Technologie-Campus der FH Münster in Steinfurt

Partner aus Wissenschaft und Industrie

Entwicklung, Anwendung und Perspektiven für Patente

Das Team der FH Münster realisiert das Projekt gemeinsam mit Diplom-Ingenieur Michael Karau von der FSG Schäfer GmbH. Dabei kommen die von uns entwickelten Düsen und Lösungsmittel zum Einsatz. Die gewonnenen Erkenntnisse leisten einen wichtigen Beitrag zur Forschung und Entwicklung und können perspektivisch auch in innovative Verfahren, technische Weiterentwicklungen und Patente einfließen.

„Für uns als mittelständische Firma ist dieses Projekt an der FH Münster goldwert und ein schönes Beispiel dafür, wie theoretische Überlegungen konkret in der Praxis umgesetzt werden können“

Forschung im Labor

Drei Arbeitspakete zur Analyse der Sprühdüsen

Das Forschungsteam gliedert das Projekt in drei konkrete Arbeitspakete. An einem Prüfstand im Labor für Physik der Materialien untersuchen die Beteiligten die Austrittsgeschwindigkeit der Düsen. Dafür wird das beim Sprühvorgang entstehende Schallspektrum mithilfe eines Mikrofons erfasst, ausgewertet und als Grundlage für die Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit genutzt. Langfristig soll auf dieser Basis auch die manuelle Kontrolle der Düsen automatisiert werden. Perspektivisch könnte eine Software erkennen, ob Düsen verstopft oder verstellt sind, und so zur weiteren Optimierung des Sprühverfahrens beitragen.

Technologie-Campus der FH Münster in Steinfurt

Präzise Messung im Forschungsprojekt

Laserstreuverfahren zur Analyse des Sprühkegels

Zusätzlich misst das Team die Sprühgeschwindigkeit mit einem weiteren Verfahren. Im Labor wird mithilfe der Laserstreuung untersucht, wie schnell die Tropfen aus der Düse austreten und welche Form der entstehende Sprühkegel aufweist. Dafür werden stroboskopische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen erstellt, mit denen sich selbst kleinste zeitliche Abstände im Millionstel-Sekunden-Bereich präzise bestimmen lassen.

Forschung im Labor

Optimierung durch wissenschaftliche Auswertung

Grundlage für Qualität, Kontrolle und Maximierung

Die exakte Geschwindigkeitsmessung liefert wichtige Erkenntnisse über die Qualität des Sprühprozesses. So können Abweichungen frühzeitig erkannt und gezielte Maßnahmen zur Optimierung der Düsen eingeleitet werden. Das Forschungsprojekt an der FH Münster schafft damit eine wissenschaftlich fundierte Grundlage, um industrielle Sprühverfahren langfristig effizienter, präziser und wirtschaftlicher zu gestalten.

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