Über die Ausbildung und Form von flüssigen Wülsten an gekrümmten Festkörperkanten

Abstract

ZusammenfassungWenn ein flüssiger Film ein festes Substrat in der Umgebung einer Ecke oder Kante benetzt, bildet das Fluid eine ausgeprägte Randwulst, in der Praxis auch als „Fettkante“ bezeichnet, aus, deren Form von verschiedenen Parametern abhängt. Die Ursache dieses Phänomens ist die Oberflächenspannung, welche Druckdifferenzen in der benetzenden Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenkrümmung durch die Kantengeometrie verursacht. Der Formationsprozess dieser Wulst und ihre finale Form werden durch das Zusammenspiel von Kapillarität, Viskosität und Trägheitskräften bestimmt. In technischen Anwendungen wie etwa dem Beschichten von festen Oberflächen stellen diese Fettkanten oftmals Beschichtungsdefekte dar. In der Praxis versuchen Hersteller daher in vielen Fällen, diesen Effekt zu unterdrücken oder zumindest zu minimieren, um ein homogeneres Beschichtungsergebnis zu erhalten. Wir untersuchen daher in dieser Arbeit das Entstehen und Verhalten dieser Fettkanten numerisch und experimentell. Unsere Ergebnisse zeigen den relativen Einfluss der dominierenden Parameter auf mit dem Ziel, das Ausmaß und die Form dieser flüssigen Wülste gezielt beeinflussen oder sogar unterdrücken zu können.