Prozessüberwachung beim thermischen Spritzen durch die Analyse akustischer Emissionen verifiziert durch die Methoden der CFD zur Berechnung der Schallemission beim HVOF‐Verfahren

Die zunehmende Automatisierung in der Thermischen Spritztechnik erfordert zuverlässige Prozessdiagnostikverfahren zur Sicherung der Beschichtungsqualität. Bisher kommen in der Industrie hauptsächlich optische Messverfahren zur Analyse der Spritzstrahlgeometrie und ‐partikelparameter zum Einsatz. Diese Verfahren sind im Gegensatz zur Akustikanalyse kostenintensiv und für schwach lichtemittierende Systeme wie HVOF‐ oder Kaltgasspritzen meist ungeeignet [1]. Da die starken akustischen Emissionen beim Thermischen Spritzen durch strömungsdynamische Effekte hervorgerufen werden, enthalten sie Informationen, die zur Bewertung der Funktionsfähigkeit und zur Weiterentwicklung von Spritzsystemen herangezogen werden können. Die vorliegende Arbeit zeigt Möglichkeiten, die akustischen Signale beim Lichtbogenspritzen und den Verbrennungslärm im HVOF‐Prozess messtechnisch zu erfassen. Dabei gewonnene Ergebnisse werden durch gekoppelte Methoden der Computed Fluid Dynamics (CFD) und Computed Akustik (CA) numerisch verifiziert. Da das Verständnis von akustischen Phänomenen auf der Physik der Schallausbreitung (Fluidschallakustik) basiert, erfolgt auszugsweise eine Darstellung der theoretischen Grundlagen.