„Lichtbogendrahtspritzen mit gepulstem Gleichstrom“ – Vortrag über eine zukunftsweisende thermische Beschichtungstechnologie

Orlando, Florida, USA, May 2018. Die INTERNATIONALE THERMAL SPRAY CONFERENCE AND EXPOSITION (ITSC, 7.-10. Mai 2018) ist die weltweit wichtigste internationale Konferenz und Ausstellung für Techniker, Forscher, Hersteller und Zulieferer im Bereich thermischer Spritztechnnologien und fand dieses Jahr in Orlando, Florida, statt.

Stefan Brumm (Technische Universität Chemnitz, Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse IWP) und Jan Morgenschweis von der ELMA-Tech referierten über DC-Spritztechnologie und berichteten über neue Untersuchungen eines gepulsten DC-Lichtbogenspritzverfahrens.

Die Strommodulation von Impulslichtbögen kann dazu genutzt werden, prozessstabil und reproduzierbar Wärmeeintrag sowie Tropfengröße zu beeinflussen. Moderne Stromquellen besitzen aufgrund der Entwicklung im Bereich der Rechentechnik Lichtbogenregelungen, die in ihrer Dynamik und Leistungsfähigkeit das thermische Spritzen mit gepulstem Strom ermöglichen.

Für den Einsatz dieser Technologie im Bereich des LDS sind Untersuchungen zum Prozessverhalten in Abhängigkeit der elektrischen Parameter notwendig. Dafür stand ein Anlagenprototyp zur Verfügung. Die Versuche erfolgten mit drahtförmigem Spritzzusatz einer Eisenbasislegierung. Dabei wurden prozessrelevante Parameter wie Grundstrom IGrund, Impulsstrom IPuls sowie Pulsdauer tPuls etc. variiert und mit entsprechender Messtechnik erfasst. Ziel war das Erarbeiten eines Prozessverständnisses und Ermitteln geeigneter Parameter.

Mittels Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wurden der Lichtbogen und der Abschmelzvorgang analysiert. Darüber hinaus wurde der Parametereinfluss auf den Durchmesser und die Größenverteilung der Spritzpartikel bestimmt. Die Beurteilung des Einflusses der elektrischen Parameter (u.a. gepulster Strom) auf die Beschichtung erfolgte durch lichtmikroskopische Auswertung der Porosität und oxidischen Phasenanteile.

Schichten, die mit konventionellen Prozessen erzeugt wurden, dienten als Vergleich. Mit den Untersuchungen zum gepulsten LDS konnten sowohl eine stabile Prozesscharakteristik als auch verbesserte Beschichtungsergebnisse gegenüber konventionellem LDS nachgewiesen werden.

Stefan Brumm & Jan Morgenschweis referierten über Lichtbogendrahtspritzen mit gepulstem Gleichstrom.

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