Online-Prozessüberwachung beim HVOF-ID-Prozess

Die Innenbeschichtung von Bauteilen mittels hochkinetischer thermischer Spritzverfahren wie dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) gewinnt in Wissenschaft und Industrie zunehmend an Bedeutung. Um einen sowohl stabilen als auch effizienten Beschichtungsprozess zu ermöglichen und gleichzeitig Schichten mit hohen Qualitätseigenschaften erzeugen zu können, ist eine Prozessdiagnostik von entscheidender Bedeutung. Aufgrund der gegenüber der Außenbeschichtung geänderten Beschichtungsbedingungen fehlt es im Innenbeschichtungsbereich (Internal Diameter – ID) jedoch bislang an geeigneten Systemen und Strategien. Aus diesem Grund werden in diesem Beitrag erste Ansätze der Realisierung einer Online-Prozessdiagnostik für den HVOF-Innenbeschichtungsprozess vorgestellt, die im Zuge des gemeinsamen IGF-Vorhabens 01IF22830N erarbeitet worden sind. Dieses umfasst in einem ersten Schritt die Entwicklung und den Aufbau geeigneter Messoptiken mit Umlenkspiegeln und Adaptern, sowie Testobjekten mit optimierten Zugängen für die Diagnostiken (zu beschichtendes Aluminiumrohr mit 120 mm Innendurchmesser und Glassichtfenstern). Um die Temperaturverteilung in dem ID-Bauteil abzuschätzen zu können, wurden CFD-Simulationen mit den eigentlichen Pyrometermessungen der Innenwand für den genannten ID-Prozess durchgeführt. Die Messungen erfolgten am HVOF-ID-Beschichtungsprozess mit dem SprayWatch-System und einem Hochgeschwindigkeitskamera- System, um somit Partikel-Flug-Eigenschaftenzu erhalten.