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Hybrid-Plasmaspritzsystem mit Niederdruck (LPPS-Hybrid)

Das LPPS-Hybridsystem basiert auf unserem seit langem etablierten und zuverlässigen ChamPro™-Beschichtungsprozess und ist auf die Herstellung von Beschichtungen mit einzigartigen Merkmalen wie den folgenden ausgelegt:

  • Typischer Kammerdruck von 0,5 bis 300 mbar im Spritzprozess
  • Thermisch aufgewachsene Oxidschicht (TGO) 
  • Plasmastrom mit hoher Enthalpie und hoher Plasmabrennerleistung von bis zu 150 kW
  • Maximales Spritzteilgewicht (inkl. Befestigunsplatte) von 60 kg
  • Bewegungssteuerung des Spritzteils durch fortschrittliches CNC-System unter Einsatz eines 3-Achsen-Brennermanipulators

Diese Systemfunktionen ermöglichen die fortgeschrittenen Prozesseigenschaften des Vakuum-Plasmaspritzprozesses:

  • Sehr flexible Betriebsbedingungen
  • Aufbringen von Dünn- oder Dickschichten
  • Langsame Erstarrung der Beschichtung kontrolliert die Eigenspannung
  • Hoher Nutzgrad
  • Spezielles Vakuumpumpsystem für hohen Gasfluss bei niedrigem Druck

Nachdem die geeigneten Plasmabedingungen (Kammerdruck, Plasmaleistung, Gasflüsse etc.) und das geeignete Teileprogramm ausgewählt wurden, lädt der Bediener das Werkstück direkt auf das Ende (den „Stachel“) des Werkstück-Manipulators. Anschließend wird die Ladevorrichtung zurückgezogen und die Tür geschlossen.Die Transferkammer wird anschließend evakuiert und das System aktiviert. Nach Abschluss des Evakuierungsverfahrens wird das Teil auf dem Stachel in die Spritzkammer getragen, wo es vorgeheizt, per Transferbogen gereinigt und plasmagespritzt wird. Nach Abschluss des Spritzverfahrens kehren das Teil und der Stachel in die Transferkammer zurück, in der das Teil gekühlt und entladen wird.

Der LPPS-Hybrid-Systemprozess erzeugt eine sehr hohe Strahlgeschwindigkeit und eine entsprechend hohe Teilchengeschwindigkeit, wodurch Teilchen eine hohe kinetische Energie erhalten, die einen sehr dichten Schichtaufbau hervorbringt. Dies ist vergleichbar mit einem Schmiedeprozess, bei dem Energie von einem Schlag feinkörniges, dichtes Material erzeugt.

LPPS-Hybrid-Systeme können drei verschiedene Arten von Beschichtungen herstellen:

PS-PVD (Plasmaspritzen-PVD) kann dicke, säulenförmige YSZ-Beschichtungen (100 bis 300 µm) mit hoher Enthalpie des Spritzgeräts erzeugen, wobei bestimmte Arten von Ausgangsmaterialien verdampft werden.

PS-CVD (Plasmaspritzen-CVD) verwendet modifizierte, konventionelle thermische Spritzkomponenten, die bei unter 0,5 mbar betrieben werden, um CVD-ähnliche Beschichtungen (<1 bis 10 µm) mit einer höheren Spritzleistung herzustellen, indem Flüssigkeit für gasförmige Vorstufen als Ausgangsmaterial verwendet wird.

PS-TF (Plasmaspritzen-Dünnschicht) kann dünne, dichte Schichten aus Flüssigkeitsspritzern herstellen, indem es einen klassischen thermischen Spritzansatz, diesen jedoch mit höherer Geschwindigkeit und Enthalpie verwendet.

Die mit LPPS-Hybrid aufgebrachten Beschichtungen schließen die Lücke zwischen konventionellen thermischen Spritzverfahren und Dünnschichtverfahren (PVD, CVD) und werden seit Jahrzehnten eingesetzt, um hochqualitative Funktionsbeschichtungen auf kritischen Komponenten von Gasturbinenbauteilen in Industrie und Luftfahrt, medizinischen Bauteilen und anderen Spezialanwendungen aufzubringen, wenn Beschichtungsqualität und -eigenschaften besonders wichtig sind.

LPPS-Hybrid-Beschichtungen können für minimale Unreinheiten, hohe Dichten und Strukturen sorgen, die sich denen unter gegossenen Bedingungen annähern, wie sie bei Beschichtungen geschätzt werden, die per LPPS-Technologie aufgetragen wurden. Schichtdicken können jedoch wesentlich dünner sein, als sie mit LPPS erzielbar sind. Andererseits sind die Beschichtungen etwas dicker als die, die mit Dünnschichtverfahren wie PVD und CVD erreicht werden können. So erfüllt LPPS-Hybrid die Dickenanforderungen, die sich die Branche für einige Anwendungen schon lange gewünscht hat.

Außerdem bietet LPPS-Hybrid, anders als andere thermische Spritzverfahren, dünne Beschichtungen mit vollständiger Abdeckung und die Möglichkeit zum Beschichten von Blindflächen. Sogar Kombinationen von unterschiedlichen Spritzprozessen sind ohne Anhalten des Prozesses möglich.

Zur Erfüllung Ihrer Anforderungen stehen verschiedene Systemkonfigurationen zur Verfügung:

  • Ein oder zwei Teilemanipulatoren (Stachel)
  • Kurze oder lange Teilemanipulatoren (Stachel)
  • Kleine oder große Hauptkammer
  • Kleine oder große Absperrschieber
  • Manuelles, halb- oder vollautomatisches Laden von Teilen
  • Vorheizen von Teilen in der Transferkammer
  • Prozessdiagnosegeräte

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