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SFB 823 - Online Partikelmessung zur Erhöhung der Stabilität thermischer Spritzprozesse

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Online particle measurement for enhanced process stability in thermal spray applications.

In this project a new strategy for the optimization and control of thermal spray processes is pursued. Instead of utilizing the common approach to directly relate spray parameters and evaluated coating properties to each other, in this project the relation between spray parameters and particle in-flight properties will be determined first, and then related to the layer properties. Thereby properties of thermally sprayed coatings will be modeled as a function of particle in-flight properties, applying statistical models from time series and functional data analysis. The advantage of this method is to eliminate unpredictable interference, which cannot be comprised by controlling spray parameters only. Understanding the influence of these parameters on the particle behavior allows the compensation of variations in the process by adjusting the spray parameters according to online measured particle properties. Applying this in-situ particle control will enhance the possibility of anticipating layer properties during spray process.

 

Online Partikelmessung zur Erhöhung der Stabilität thermischer Spritzprozesse

SFB_823_AIF_02In diesem Projekt wird eine völlig neue Strategie der Prozessoptimierung beim thermischen Spritzen verfolgt. Anders als bei der üblichen Prozesskontrolle durch Steuerung der Spritzparameter basiert der hier verwendete Ansatz darauf die Partikeleigenschaften im Flug mit den Eigenschaften der Spritzschichten zu korrelieren. Der Einfluss der Spritzparameter auf die Partikeleigenschaften wird ebenfalls systematisch erfasst. Ziel ist es den Prozess durch statistische Methoden zu modellieren, sodass die Schichteigenschaften aufgrund der online-Partikelmessung vorhersagbar sind. Die Modellierung der Zusammenhänge zwischen Spritzparametern und Partikeleigenschaften soll später genutzt werden, um Unregelmäßigkeiten im Prozess zu erkennen und online auszugleichen. Einflüsse wie Düsenverschleiß, Betriebstemperatur und unterschiedliche Umweltbedingungen sollen so ausgeglichen und der Prozess reproduzierbarer gestaltet werden.

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SFB_823_AIF_06Qualifikation der Bestimmung der Eindruckhärte und des Porenraums an thermisch gespritzten Schichten

Die Messung der Eindruckhärte und Porosität thermisch gespritzter Schichten stellt sowohl durch die oft inhomogene Morphologie der Schichten als auch durch oft unterschiedliche Vorgehensweisen bei der Messung ein Problem dar. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, einen Leitfaden für die an thermischen Spritzschichten geläufigen Verfahren zur Charakterisierung der Eindruckhärte und der Porosität zu entwickeln. Dieser Leitfaden soll sowohl die Streuungen der Messwerte innerhalb einer Messung als auch die Abweichungen bei Messungen an unterschiedlichen Messeinrichtungen reduzieren. Das Projekt wird in Kooperation mit dem Institut FORTIS in Witten durchgeführt, wo der Leitfaden zur Härtemessung nach dem Vickers- und Rockwellverfahren erarbeitet wird. Der LWT-Dortmund beschäftigt sich mit dem Schwerpunkt Porositätsmessung.

Grundlage des am LWT erarbeiteten Leitfadens sollen Messanweisungen sein, die unabhängig von den Messgeräten von jedem Anwender befolgt werden können. Diese betreffen sowohl die Präparation der Proben als auch das Vorgehen bei der Bildaufnahme, -bearbeitung und -auswertung.

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