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FLOW-3D在塗佈研究中被業界和學界的研究人員廣泛使用，用於機械設計研究、製程參數開發和最佳化。由於塗佈液體的流變特性和其與基材和模具的複雜互動，了解微米尺度的塗佈物理學可能有些困難。但是，FLOW-3D提供了高度真實的模擬，能夠幫助我們瞭解表面張力、壁面黏附、溶質傳輸、密度驅動流和相變化等因素的影響。
詳細功能說明
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窗簾塗佈法
在窗簾塗佈法中，液體從一個狹縫或滑槽模具中流出，然後受重力作用，落在一個水平移動的基材上。窗簾塗佈可以是單層液體或多層液體，常用於生產照相膠片、特殊紙張和包裝材料。液體的物理特性以及基材的運動速度相對於從狹縫流出的速度決定了塗佈的厚度，以及與基材首次接觸的接觸線的穩定性。不穩定的接觸線可能導致塗佈下產生水滴聚集或空氣混入，造成塗佈厚度不均勻和其他缺陷。FLOW-3D可用於通過模擬不同的製程參數（如流量、流寬和基材速度）以及液體的物理特性（如黏度、表面張力和附著力）來研究窗簾塗佈的穩定性。
滑槽塗佈法
在多層窗簾塗佈的過程中，液體從滑槽模具中噴出，然後自然地滴落到基材上，就像下面的模擬所示。每一層液體通常都有不同的特性，但它們通常是可以混合在一起的，所以層與層之間的表面張力很小。我們特別關注在模具表面上靜止的接觸線位置和穩定性，以及液體第一次接觸移動表面的動態接觸線。這個位置受到液體流量、移動基材速度以及動態接觸線上方氣體空間的真空程度的影響。同樣重要的是保持每一層液體之間的明顯分界面。FLOW-3D是一個完全瞬態、3D流體模型，可以模擬過程啟動時的變化行為。
所有的塗佈過程在達到穩定狀態之前都會經歷一段啟動期，這個期間塗佈材料會發生明顯的變形。深入瞭解啟動過程對於減少浪費並確保製程在預期範圍內運作非常重要。同樣，我們希望了解在不同擾動下塗佈流體的瞬態影響，以避免塗佈珠破裂和塗佈不均勻等問題的發生。
浸漬塗佈法
浸漬塗佈法就是把材料浸泡在一個裝有塗佈材料的盛裝槽中，然後把材料從槽中拿出來，讓它排乾。使用FLOW-3D就能簡單又有效地解決這種瞬態塗佈問題，因為它可以確定液體在靜止的網格中的運動方式（而不是追蹤網格移動的液體）。這個3D模擬展示了浸漬塗佈的過程，還有伴隨的蒸發。當我們從溶液中取出一個小的基材時，就會形成一層濕潤的薄膜。模型還考慮了溶劑的蒸發情況。特別是對於揮發性溶劑，蒸發的同時也與薄膜塗佈的流體力學相關。藉著使用殘留物模型，我們可以獨特地計算出塗佈乾膜的輪廓。透過正確評估"邊緣效應"，工程師們能夠分析製程參數或液體特性對最終薄膜的形狀和均勻性有什麼影響。這個模型由Roche Diagnostics提供。
在我們2013年的會議論文集中，有一個關於浸漬塗佈法的演講內容。內容主題是"伴隨蒸發的浸漬塗佈模型"，演講者是Roche Diagnostics GmbH的Julien Boeuf博士。
滾筒式塗佈法
滾輪塗佈是紡織、黏合劑和密封劑等多個行業中常見的製程。FLOW-3D使製程工程師和科學家能夠評估不同材料特性和塗佈方式，以找出缺陷的來源並最佳化滾輪塗佈的製程參數。
前進、後退和凹凸滾輪塗佈
在這個例子中，我們繪製了前進（頂部）、後退（中間）和饑餓（底部）操作模式下滾輪塗佈過程中常見的速度流線。FLOW-3D讓研究人員能夠分析滾輪速度、材料特性對動態接觸線穩定性的影響，以及對空氣捕捉、條紋和不均勻邊緣等缺陷的貢獻。這些資訊能夠幫助研究人員瞭解並最佳化滾輪塗佈過程中的因素，包括滾輪速度、材料特性對於動態接觸線的穩定性以及對於空氣捕捉、條紋和邊緣不均勻等缺陷的影響，進而提升塗佈過程的品質和效能。
條紋不穩定性
在下面所展示的前進滾輪塗佈模擬中，FLOW-3D能夠準確地捕捉到由於滾輪速度增加而導致的條紋不穩定性的出現，正如Lee等人在[1]中所描述的。該模型利用單流體VOF、表面張力和黏度來捕捉這種複雜的不穩定性，這些不穩定性在生產中是可見的。
串聯缺陷
在這個模擬中，FLOW-3D捕捉到了前進滾輪塗佈過程中的串聯缺陷。由於頂部的網狀滾輪速度增加，動態接觸線變得不穩定，使得空氣進入塗佈流體中。
凹版塗佈
凹版塗佈是將流體從一個被稱為凹版滾筒的雕刻圓筒上轉移至移動基材的過程。凹版滾筒的表面被雕刻成小孔或小格子的圖案。雕刻滾筒通過一個充滿流體的孔穴旋轉。通過刮刀控制對凹版滾筒的流體塗佈厚度。每個小格子的杯狀形狀可以捕捉並保持流體在滾筒上的位置，當滾筒經過刮刀時。格子的圖案、深度和形狀決定了塗佈在基材上的重量和外觀。下面的FLOW-3D模擬研究了格子深度對沉積的影響。模型比較了兩種格子深度：30微米和53.3微米。30微米的格子深度可以實現更加均勻的沉積，這將轉化為最終的塗佈品質。
溝槽式塗佈
在溝槽式塗佈過程中，FLOW-3D被應用於工業研究和溝槽式塗佈製程的設計。溝槽式塗佈是將流體從一個溝槽中迫使流出，塗佈在一個快速移動的基材上，該基材與溝槽非常接近。有時候會使用多個溝槽來建立多層次的塗佈，使用多種材料。許多行業使用溝槽式塗佈機器，因為它們相對簡單易用。溝槽式塗佈的另一個好處是塗佈均勻性高，即使在以納米為單位的塗佈厚度上也能保持均勻。
無真空輔助的溝槽塗佈模擬，由羅氏診斷有限公司提供
由3M提供的FLOW-3D模擬圖顯示了溝槽模具內部腔體中流體的停留時間。溝槽模具的設計對於塗佈過程的成功非常重要，並且需要根據塗佈流體的流變特性進行特定設計。