Thermisches Spritzen (Prozesstechnik)

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Portraitfoto Heinemann © Urheberrecht: Carl Brunn

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Hendrik Heinemann

Oberingenieur und Gruppenleiter TS-P

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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

 
 

Theleis – Thermisch gespritzte Beschichtungen mit guter thermischer Leitfähigkeit und elektrischer Isolation

Kurzbeschreibung:

In diesem Forschungsprojekt soll eine thermisch gespritzte Beschichtung entwickelt werden, welche eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist und gleichzeitig die elektrische Isolation von elektrischen Komponenten gewährleistet. Dies wird in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner obz innovation GmbH umgesetzt. Steigende Leistungsdichten, wie z.B im Bereich der Schnellladefunktion der E-Mobilität, führen zu einer Erhöhung der Betriebstemperatur der verwendeten Leistungselektronik. Daher ist eine adäquate Wärmeabfuhr für elektrische Bauteile bei zugleicher Isolierung notwendig. Durch Anpassung der Werkstoffchemie und der Mikrostruktur der applizierten Beschichtungen soll der Wärmewiderstand der Isolationsschicht gesenkt werden ohne dabei die isolierende Wirkung einzuschränken. Mit Hilfe von anwendungsnahen Untersuchungen kann die Funktionalität der entwickelten Theleis-Beschichtung überprüft werden.

Förderinstitution: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Projektnummer: KK5370601SU1
Laufzeit: 01.01.2022 bis 31.12.2023
 
 

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 28.02.2023
 
 

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 31.01.2023