Simulationsvalidierung und Messdatenbereitstellung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Paketantrags konnte ein vertieftes Prozessverständnis für die Drei-Kathoden-Technik auf Basis eines gezielten Zusammenspiels von numerischer Simulation und Prozessdiagnostik erreicht werden. Dafür hatte das LPT die Aufgabe, durch neuartige und etablierte Prozessdiagnostiken Eingangsgrößen für die Simulation bereitzustellen bzw. Simulationsresultate zu verifizieren. Dies wurde mittels der bereits aufgebauten, aber zu erweiternden Computertomographie zur Analyse des Plasmafreistrahls, sowie deren ersten Tests und Adaptierungen erreicht. Der Beweis für die optische Dünnheit des Plasmas bei den verwendeten Interferenzfiltern für die Auswertung der Computertomographiedaten konnte ebenfalls im Rahmen dieses Teilprojektes sichergestellt werden. Somit können die derzeitig bestehenden Aufbauten und Auswertealgorithmen weiterhin für zukünftige Vermessungen des Plasmastrahles verwendet werden. Die neu zu entwickelnden Methoden der Hallsonden-Messung sind noch in zukünftigen Arbeiten ausbaufähig. Die Rückrechnung der Lichtbogenposition mit dem Hallsondenaufbau muss noch validiert und erweitert werden, wobei eine Messung des eingeprägten Stromes bei dem derzeitigen Aufbau möglich ist. Weiterhin wurden Spritzpartikeldaten für die Simulation der Schichtbildung mit klassischen keramischen Pulvern als auch für das Suspensionsplasmaspritzen bereitgestellt. Der Schwerpunkt hierbei lag auf der Adaption der entsprechenden Diagnostiken und der geeigneten Anpassung der Auswertealgorithmen der Bildund Prozessdaten. Erweiterte Hochgeschwindigkeitsaufnahmen haben zum besseren Verständnis der Injektion und der Simulation (Validierungsdaten/Redundanzdaten) geführt. Aus der Gesamtheit der erzeugten Messergebnisse ist dann in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern ein optimales Schichtbild erzeugt worden, wodurch der Beweis einer Homogenisierung der Schichteigenschaften bei unterschiedlichen Ausgangsparametern der DC-Plasmageneratoren-Beschichtungstechnologie möglich ist und war.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Improvement of Coating Properties in Three-Cathode Atmospheric Plasma Spraying. ITSC Houston 2012
K. Bobzin, N. Kopp, T. Warda, I. Petkovic, S. Zimmermann, K. Hartz-Behrend, K. Landes, G. Forster, S. Kirner, J.-L. Marqués and J. Schein, J. Prehm, L. Xin, K. Möhwald, Fr.-W. Bach
- "Homogenization of Coating Properties in Three- Cathode Atmospheric Plasma Spraying by Use of Advanced Diagnostics and Numerical Simulation", ITSC Busan 2013
J. Prehm, K. Möhwald, Fr.-W. Bach, M. Kühn-Kauffeldt, M. Pietzka, G. Forster, J.-L. Marques, S. Zimmermann, K. Landes, J. Schein
- "Improvement of Coating Properties in Three-Cathode Atmospheric Plasma Spraying", 2013, Journal of Thermal Spray Technology 22(4)
K. Bobzin, N. Kopp, T. Warda, I. Petkovic, S. Zimmermann, K. Hartz-Behrend, K. D. Landes, G. Forster, S. Kirner, J.-L. Marqués, J. Schein, J. Prehm, K. Möhwald and Fr.-W. Bach
- "Selected Diagnostic Methods for Thermal Spray Processing", 5th International Conference on Spray Deposition and Melt Atomization SDMA 2013 University of Bremen
S. Zimmermann, J. Schein
- "Investigation of Three-Cathode Atmospheric Plasma Spraying by Use of Advanced Diagnostics and Numerical Simulation", ITSC Barcelona 2014
M.Öte, K. Bobzin, F. Linke, S. Zimmermann, J. Schein, K.Möhwald, C. Lummer, H. J. Maier
- "Homogenization of Coating Properties in Three-Cathode Atmospheric Plasma Spraying by Use of Advanced Diagnostics and Numerical Simulation Investigations of Suspension Plasma Spraying (SPS)", ITSC Long Beach 2015
S. Zimmermann, S. Schmettlach, S. Weber, J. Marques, G. Forster, K. Landes, J. Schein, C. Lummer, P. Knödler, S. Kresnik, J. Prehm, K. Möhwald, H. J. Maier
- Modelling the Plasma Jet in Multi-arc Plasma Spraying. Journal of Thermal Spray Technology, August 2016, Volume 25, Issue 6, pp 1111–1126
K. Bobzin, J. Schein, M. Öte, S. Zimmermann, K. Möhwald, C. Lummer
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s11666-016-0438-0)
