[en] SLOT COATING PROCESS: EFFECT OF GAP OSCILLATION ON THE COATING THICKNESS UNIFORMITY
[pt] O processo de revestimento por extrusão (slot coating) é muito utilizado em produtos que requerem alta uniformidade de espessura. Sua janela de operação em regime permanente já foi plenamente estudada, mas o entendimento completo do processo requer a análise da sua sensibilidade a pequenas vari...
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| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2010
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=14886@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=14886@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.14886 |
| Summary: | [pt] O processo de revestimento por extrusão (slot coating) é muito utilizado em
produtos que requerem alta uniformidade de espessura. Sua janela de operação em
regime permanente já foi plenamente estudada, mas o entendimento completo do
processo requer a análise da sua sensibilidade a pequenas variações nos
parâmetros operacionais. Neste trabalho é feita uma análise transiente (por
simulação numérica) do efeito de uma variação periódica conhecida da fresta de
revestimento na uniformidade da espessura do líquido revestido. Várias
geometrias de barras de revestimento e parâmetros de processo são testados e os
respectivos fatores de amplificação determinados em função da frequência de
oscilação da fresta de revestimento. O ajuste inicial da fresta e o nível de vácuo
aplicado a montante da barra de revestimento são duas variáveis básicas de
processo, pois podem ser rapidamente ajustadas. Gráficos de contorno do fator de
amplificação no espaço da fresta de revestimento contra o nível de vácuo são
mostrados e surgem conclusões interessantes sobre a condição ótima de ajuste
para minimização do fator de amplificação. Um algoritmo de otimização é
utilizado com o objetivo de determinar pontos de mínimo no campo do fator de
amplificação no espaço da fresta de revestimento contra o nível de vácuo. O
líquido é considerado Newtoniano a as simulações são feitas a baixos números de
capilaridade e Reynolds. === [en] Slot coating is one of the preferred methods when high precision is required
and several studies focusing on its steady state analysis were made to determine
the operating window of the process. However, full understanding of coating
flows requires not only the two-dimensional, steady state solution of the
governing equations, but also the sensitivity of those flows to small upsets. An
effort to understand the impact of the coating gap periodic oscillation on down
web thickness variation is made using computer aided simulation. Different slot
die lip geometries and process conditions are tested and the respective
amplification factors as a function of gap oscillation frequencies are reported.
Coating gap and the vacuum level are particulary important process variables
because are easily changed by the process engineer. Two dimensional contour
plots of the amplification factor in the space of coating gap against vacuum level
are reported for some geometries, and interesting results show up about their
optimal adjusts. In the last chapter an optimization algorithm is used to find
minimum values of the amplification factor of gap oscillation in the space of
coating gap against vacuum level. The liquid is assumed Newtonian and
computations are made at low capillary (up to 1.6) and Reynolds numbers. The
transient free surface flow with appropriate boundary conditions is solved by the
Galerkin/finite element methods, with time integration by a predictor-corrector
algorithm. The set of non-linear algebraic equations for the finite element basis
functions coefficients is solved by Newton’s method. |
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