Validierung der Geschwindigkeit-Temperatur-Partikel-Messungen an Plasma-, Lichtbogendraht- und HVOF basierten Prozessen

IGF-Vorhaben-Nr.: 19.960 N

Laufzeit: 01.02.2018 - 31.12.2020

Forschungseinrichtungen:

Lehrstuhl für Werkstofftechnologie Fakultät Maschinenbau
Fakultät f.Elektro-u.Informationstechnik Institut für Plasmatechnik u. Mathematik

Fachgebiete:

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MB Fertigungstechnik, auch: Umformtechnik, Fügetechnik, Oberflächentechnik

GC Elektrotechnik, Elektronik, Elektroniksysteme,
MC Verfahrenstechnik, soweit nicht zu EB oder FD zuzuordnen

Wirtschaftszweige:

28 Maschinenbau, 24 Metallerzeugung und -bearbeitung

29 Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen, 30 Sonstiger Fahrzeugbau

Vorhabenbeschreibung:

Das Problem bei der Bestimmung von Kenngrößen ist, dass die vielen diagnostischen Systeme zur Bestimmung von Partikel-Temperatur und Partikelgeschwindigkeit unterschiedliche Resultate liefern. Daher ist es angebracht diese Systeme zu vergleichen, Korrelationen zu erkennen und zu definieren, um so eine mögliche eventuelle absolute Messung durchzuführen. Des Weiteren existieren bei den kmU’s und der Industrie nur bedingt Ressourcen und Mittel zur Vermessung. Komplexe Bedienung sowie mehrere Diagnostiken für Redundanz-Untersuchungen hemmen Investitionen zum Kauf dieser Systeme. Speziell bei Diagnostiken spielt neben Kosten, Einsatzmöglichkeit, Komplexität, Bedienbarkeit usw. vor allem die Frage eine Rolle, inwieweit diese die „wahren“ d.h. die tatsächlichen realen Werte des jeweiligen Messobjektes bei Prozessabweichungen reproduzierbar und hinreichend schnell wiedergibt. Mit dem vorliegenden Forschungsantrag sollen mit Hilfe der Partikeldiagnostik und einem neuen Verfahren der Schallanalyse (Wavelet-Transformation) gekoppelt mit der gleichzeitigen Überwachung der Schichtentstehung (Thermokamera, Hochgeschwindigkeitskamera, Pyrometer) die unterschiedlichen Messverfahren mit ihren Ergebnissen gegeneinander verglichen werden. Dazu werden Industriediagnostiken (AccuraSpray, SprayWatch, NIR-Sensor) mit wissenschaftlichen Diagnostiken (DPV2000) bei der Detektion von Partikel-Prozessabweichungen systematisch untersucht und getestet. Als Aussagekriterium, basierend auf der klassischen Schichtanalyse, dient die Wiedergabe der Prozessstabilität, d.h. in wie weit die Diagnostiken in der Lage sind Abweichungen schnell genug zu erkennen. Dadurch können eventuell, auf Basis dieser wissenschaftlichen Untersuchungen, bei den KMU‘s einheitliche Standards bei der Partikel-Geschwindigkeits- und Partikel-Temperatur-Messung für die drei unterschiedlichen thermischen Beschichtungsverfahren geschaffen werden.