Schlüsselwort: Plasmaspritzen

Entwicklung einer Prozessregelung für das atmosphärische Plasmaspritzen zur Kompensation elektrodenverschleißbedingter Effekte

Entwicklung einer Prozessregelung für das atmosphärische Plasmaspritzen zur Kompensation elektrodenverschleißbedingter Effekte von Richter, Johannes
Die Herstellung von keramischen Wärmedämmschichten mithilfe des atmosphärischen Plasmaspritzprozesses stellt aufgrund der Vielzahl von Einflussgrößen eine Herausforderung dar. Zur Erzeugung reproduzierbarer Schichtqualität ist insbesondere eine Kompensation des Elektrodenverschleißes erforderlich, da dieser Effekt eine kontinuierliche Veränderung der Beschichtungsergebnisse bewirkt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Prozessregelung beschrieben, welche eine Reduktion der Schwankungen der Beschichtungsergebnisse über die Elektrodenlaufzeit ermöglicht. Dies wurde mithilfe einer Regelung von Parametern realisiert, die auf Online-Prozessdiagnostik basiert. Die Ermittlung der Zusammenhänge zwischen den Prozessgrößen erfolgte anhand von Langzeitbeschichtungsversuchen über komplette Elektrodenlaufzeiten, welche eine detaillierte Beschreibung der elektrodenverschleißinduzierten Prozessveränderungen ermöglichen. Alle Ergebnisse wurden dabei in fertigungsnaher Umgebung anhand von Gasturbinenschaufelbeschichtungen verifiziert.
Aktualisiert: 2019-11-13
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Modellierung thermisch-physikalischer Vorgänge beim Thermischen Spritzen

Modellierung thermisch-physikalischer Vorgänge beim Thermischen Spritzen von Maier, Hans Jürgen, Prehm, Jens
Die Qualität thermisch gespritzter Schichten ist abhängig von diversen Faktoren wie Haftung,Porosität, Eigenspannungen und Mikrorissen. Maßgebend für diese Schichteigenschaftensind letztlich die Eigenschaften der Spritzpartikel unmittelbar vor dem Aufprallauf das Substrat. Hierzu zählen vor allem die Partikelgeschwindigkeit, die Temperaturund das Aufschmelzverhalten sowie die Partikelgröße. Durch Beeinflussung dieser Faktorenkönnen die Schichteigenschaften gezielt eingestellt und optimiert werden. In dieser Arbeit wird in einem ersten Schritt gezeigt, wie bei dem Lichtbogenspritzprozess, der als das wirtschaftlichste thermische Spritzverfahren gilt, die Einflussgröß Partikelgeschwindigkeitvor dem Aufprall auf das Substrat durch ein gezieltes Design einer Düse mittels numerischer Simulation deutlich erhöoht werden kann. Darüber hinaus wird am Beispiel des atmosphärischen Plasmaspritzens ein Simulationsverfahren entwickelt, das basierend auf den oben genannten Einflussgrößen eine Schichtsimulation ermöglicht. Hier werden durch eine Kopplung von numerischer Strömungsmechanik und der Finite Elemente Methode die Porenbildung und der 'curling-up' Effekt, welche beim Abkühlungsprozess der erstarrten Partikel auftreten, einbezogen.
Aktualisiert: 2019-11-07
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