Thermisches Spritzen (Prozesstechnik)

 

CoE-IoP – Exzellenzcluster „Internet of Production“ - Teilprojekt WS-B2.II „Discontinuous Production”

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen des Teilprojekts WS-B2.II „Discontinuous Production“ werden verschiedene Aspekte der Industrie 4.0 untersucht. Dabei werden die Methoden der Künstlichen Intelligenz eingesetzt, um die Partikeleigenschaften anhand der Prozessparameter vorherzusagen. Die Erstellung eines digitalen Schattens der Beschichtungsprozesse TS und PVD wird durch eine digitale Vernetzung der Beschichtungsanlagen in Kombination mit Prozesssimulationen umgesetzt. Ebenfalls wird eine digitalisierte Anbindung der Analyseanlagen und die automatisierte Übertragung in eine Datenbank verfolgt. Die gesammelten Daten werden zur Vorhersage von Schichteigenschaften und zur gezielten Steuerung und Parameterauswahl für den Beschichtungsprozess eingesetzt. Poster CoE IoP Teilprojekt WS-B2.II

Förderinstitution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektnummer:	EXC 2023/1
Laufzeit:	01.01.2019 bis 31.12.2025

 

HVAF-Sim – Simulationsunterstützte Prozessentwicklung für die Applikation von MCrAlY-Beschichtungen mittels des AC-HVAF-Prozesses

Kurzbeschreibung:

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung von AC-HVAF-Prozessen (Activated Combustion High Velocity Air Fuel) mittels numerischer Simulationen. Dies soll am Beispiel der Applikation hochwertiger MCrAlY-Beschichtungen durchgeführt werden. Hierfür ist die Untersuchung der Strömungs- und Verbrennungsvorgänge während des Prozesses notwendig, weil diese die Partikelzustandsgrößen beeinflussen können. Die Partikelgeschwindigkeit im Freistrahl der betrachteten Prozesse wird anhand von Prozessdiagnostik bestimmt, um das Simulationsmodell zu validieren. Die Eigenschaften der Beschichtungen werden analysiert, um die Korrelation zwischen den Prozessparameter und den Schichteigenschaften abzuleiten. Poster HVAF-Sim

Förderinstitution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektnummer:	437084607
Laufzeit:	01.03.2021 bis 29.02.2024

 

PlasmaDüse – Steigerung der Energieeffizienz des Plasmaspritzens mittels simulationsgestützter Prozessneuentwicklung

Kurzbeschreibung:

Das primäre Ziel des Projektes ist es das Potential zur Steigerung der Energieeffizienz des Plasmaspritzens durch den Einsatz einer festen Düsenerweiterung zu untersuchen. Die Düsenerweiterung soll den Plasmafreistrahl umgeben und damit eine Durchmischung der Lufteinschlüsse mit dem Plasmagas unterbinden. Um den Einfluss solcher Düsenerweiterung zu untersuchen bzw. deren Geometrie zu optimieren, sollen zuerst bereits existierende Simulationsmodelle des Plasmafreistrahls entsprechend erweitert werden. Die Geometrie der Düsenerweiterung soll dann mithilfe von Algorithmen (genetische Algorithmen oder Partikelschwarmoptimierung) optimiert und experimentell validiert werden. Neben der Energieeffizienz bietet die Düsenerweiterung auch großes Potential die Schichteigenschaften zu verbessern. Dementsprechend wird in diesem Projekt der mögliche Einfluss einer festen Düsenerweiterung auf die Schichteigenschaften, wie die Porosität oder der Oxidanteil, untersucht. Poster PlasmaDüse

Förderinstitution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektnummer:	BO 1979/79-1
Laufzeit:	01.02.2021 bis 30.04.2024

 

ProKI-Netz - Demonstrations- und Transfernetzwerk KI in der Produktion

Kurzbeschreibung:

Die Branche Beschichtungstechnik ist häufig von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) geprägt, in denen KI-Anwendungen noch vergleichsweise selten vorkommen. Das ProKI-Netz zielt darauf ab, das vorhandene Potenzial auszuschöpfen und Unternehmen in der Branche bei der erfolgreichen Implementierung von KI zu unterstützen.

Um dieses Ziel zu erreichen, werden verschiedene Ansätze eingesetzt. Dazu gehören kostenlose Beratungstermine, um die individuellen Bedürfnisse von KMUs in Bezug auf die Implementierung von KI u. a. im Thermischen Spritzen zu adressieren. Unterstützung bei der KI-Implementierung wird durch Transfermaßnahmen, Vorträge und Workshops geboten. Zudem werden die entwickelten KI-Demonstratoren direkt in interessierten Unternehmen evaluiert, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen der Industrie gerecht werden. Poster ProKI-Netz

Förderinstitution:	Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektnummer:	FKZ 02P22A000 bis 02P22A070
Laufzeit:	01.11.2022 bis 31.10.2024

 

Entwicklung simulativer Ansätze zur gezielten Auslegung der Eigenschaften
plasmagespritzter Beschichtungen

Kurzbeschreibung:

Das Teilprojekt A10 beschäftigt sich mit der gezielten Auslegung von plasmagesprizten Wärmedämmschichten
mittels numerischer Vorhersage. Beim atmosphärischen Plasmaspritzen beeinflussen nicht nur die
eingestellten Prozessparameter, sondern auch die Störgrößen die Prozesscharakteristika. Damit werden
auch die Vorgänge, die beim Übergang der schichtbildenden Partikeln aus dem Festzustand in die (Teil-)
Schmelze bzw. aus der (Teil-)Schmelze in dem Festzustand auftreten, beeinflusst. Die Korrelationen zwischen den Prozessparametern und Schichteigenschaften wurden in der ersten Phase erfolgreich numerisch und experimentell nachgewiesen. Der Fokus in der zweiten Phase liegt in der Untersuchung der störgrößenabhängigen
Prozessänderungen mittels Modellierung und Simulation. Das Ziel der zweiten Phase ist die Vorhersage der
Schichteigenschaften unter Miteinbeziehung der in realen Prozessen auftretenden Störgrößen. Poster SFB 1120 – Teilprojekt A10

Förderinstitution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektnummer:	SFB 1120 – Teilprojekt A10
Laufzeit:	01.07.2022 bis 30.06.2026

 

Experimentelle Analyse thermomechanischer Eigenschaften thermisch gespritzter Beschichtungen

Kurzbeschreibung:

Die Steigerung der Präzision von Bauteilen, die in schmelzbehafteten Urformprozessen hergestellt werden, stellt einen zentralen Forschungsbedarf des SFB 1120 dar. Im Allgemeinen kann diese durch eine gezielte Steuerung der Wärmezu- bzw. -abfuhr signifikant gesteigert werden. Mit Hilfe thermisch gespritzter Beschichtungen (TS-Schichten) kann eine gezielte Steuerung der Wärmeflüsse an der Oberfläche eingestellt werden, indem die Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe passiver TS-Schichten gesteigert oder gesenkt wird oder mit Hilfe von Heizschichten aktiv Wärme lokal auf der Werkzeugoberfläche erzeugt wird. In diesem Teilprojekt sollen TS-Heizschichten als Wärmequellen betrachtet werden. Im Gegensatz zu Wärmedämmschichten ist bei solchen Beschichtungen nicht länger lediglich die Porosität der dominante Faktor, vielmehr sind hierbei auch die Elektronen- und Phononenleitung in Festkörpern zu beachten. Poster SFB 1120 – Teilprojekt A12

Förderinstitution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektnummer:	SFB 1120 – Teilprojekt A12
Laufzeit:	01.07.2022 bis 30.06.2026