Die Entwicklung eines neuen Plasmaspritzgenerators, der den hohen Anforderungen an Homogenität und Stationärität der Pulverbehandlung gerecht wird, bildet den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Hierzu wurden zunächst konventionelle Plasmageneratoren hinsichtlich ihrer charakteristischen Lichtbogeneigenschaften und der damit verbundenen Wechselwirkung von Plasmastrahl und injizierten Partikeln untersucht. Bei diesen Untersuchungen kristallisierten sich zwei wesentliche Ansatzpunkte für eine Verbesserung der Plasmageneratoren und damit für eine Optimierung des Spritzprozesses heraus. Zum einen führt eine Lichtbogenstabilisierung zu einer homogeneren Pulverbehandlung, die im Falle von Mehrlichtbogensystem durch Ausnutzung des „Cage-Effekts“ (Pulvereinschluss in den Plasmastrahl) noch weiter verbessert werden kann. Zum anderen führt eine Pulverinjektion, deren optimale Position keine Abhängigkeit von den möglichen Betriebsparametern des Generators aufweist, zu einer Verringerung möglicher Fehler und damit zu einer Steigerung der Prozesssicherheit. Die Realisierung eines Plasmagenerators, der diesen Vorgaben genügt, war Ziel dieser Arbeit. Als Lösung wurde der Mehranoden- Generator „Delta-Gun“ entwickelt und aufgebaut, der sich vor allem durch sein effizientes und gleichmäßiges Pulveraufschmelzen auszeichnet und zudem die geforderte Parameterunabhängigkeit für eine optimierte Positionierung der Pulverinjektoren aufweist. Das Generatorkonzept ermöglicht lange Betriebsstandzeiten bei Leistungsumsätzen von 50 kW, die aufgrund der 50 mm langen Düse und der daraus resultierenden hohen Spannung auch ohne Molekülgase erreicht werden. Zur Untersuchung des Betriebsverhaltens des Generators wurden neben Strom- und Spannungsmessungen auch Messungen mit Diagnostikverfahren durchgeführt, die speziell für diese Art von Generator entwickelt oder adaptiert wurden. Hierzu zählen vor allem das Computertomografieverfahren, das den ausströmenden Plasmastrahl hinsichtlich seiner Intensitätsverteilung dreidimensional vermisst, das Hochgeschwindigkeitskamerasystem, mit dem der Plasmastrahl ultrakurzzeitbelichtet in einer zusammenhängenden Bildfolge erfasst werden kann, das Volumenpyrometriesystem, das die Temperaturen des Partikelstrahls von der Eingabe bis zum Spritzabstand bestimmt und das Partikelgeschwindigkeitsmesssystem, das die Geschwindigkeiten der Partikel, ebenfalls von der Eingabe bis zum Spritzabstand ermittelt. Erste Untersuchungen der mit diesem Generator gespritzten Schichten zeigen ein hohes Potential dieses Generatorprinzips. Als besonders erwähnenswert ist hier die hohe Pulverförderleistung bei gleichzeitig hohem Auftragswirkungsgrad anzuführen.    «

Die Entwicklung eines neuen Plasmaspritzgenerators, der den hohen Anforderungen an Homogenität und Stationärität der Pulverbehandlung gerecht wird, bildet den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Hierzu wurden zunächst konventionelle Plasmageneratoren hinsichtlich ihrer charakteristischen Lichtbogeneigenschaften und der damit verbundenen Wechselwirkung von Plasmastrahl und injizierten Partikeln untersucht. Bei diesen Untersuchungen kristallisierten sich zwei wesentliche Ansatzpunkte für eine Ver...    »