CN107530724B - 用于涂覆表面的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助含有涂覆颗粒的涂覆射流(S)涂覆表面(2)的方法，其中，所述涂覆射流(S)由喷涂装置(1)以喷涂角度(α)定向到所述表面(2)上，其特征在于，在涂覆过程期间或在两个涂覆过程之间确定喷涂角度(α)，并且在所确定的喷涂角度(α)与预定的额定喷涂角度有偏差时调节喷涂角度(α)并由此将该喷涂角度重新调整到所述额定喷涂角度。

Description

用于涂覆表面的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于借助含有涂覆颗粒的涂覆射流涂覆表面的方法，其中，所述涂覆射流由喷涂装置以喷涂角度定向到所述表面上。本发明还涉及一种用于借助含有涂覆颗粒的涂覆射流涂覆表面的设备，其中，所述涂覆射流由喷涂装置以喷涂角度定向到所述表面上，并且本发明还涉及一种借助根据本发明的方法涂覆的表面。
背景技术
同类型方法用于涂覆表面，在此含有涂覆颗粒的涂覆射流由喷涂装置以预定的喷涂角度定向到待涂覆表面上。
在涂覆构件、尤其是热涂覆时，始终力求均匀的且在其质量方面均质涂覆的表面。尤其是在涂覆例如设置在内燃机中的活塞-缸装置的缸内壁时是这种情况。在这种涂覆过程中、尤其是在热涂覆时，一个关键的质量标准是涂覆射流在待涂覆表面上的入射角度以及在可能情况下的涂覆射流的涂覆颗粒速度。基于磨损、装配误差、参数混淆或不当操作可导致未正确实现涂覆射流在待涂覆表面上的希望入射角度，尽管所有过程参数和喷涂参数都已正确设定。然而，一旦涂覆射流在待涂覆表面上的入射角度位于预定义极限之外，则表面涂覆的质量将改变，因为入射的涂覆颗粒以不适合的角度或以不适合的速度入射该表面。即使已正确设定过程参数和喷涂参数，但这种错误仍可导致待涂覆构件在质量控制中被评估为“废件”。
由DE 19910892 A1已知借助热涂覆过程在基底表面上制造涂层，在此借助数字相机检测、控制和/或监测热喷涂过程的至少一个影响喷涂层质量的特征。
DE 19820195 A1示出并描述用于热喷涂的方法和设备，其中，在基本上水平的等离子体射流中从上方喷入待喷涂粉末。在此借助相机监测从上方引入等离子体射流中的粉末是否在等离子体射流中心熔化或是否(不希望地)未进入等离子体射流中或被吹过等离子体射流。由相机检测的图像用于能够调整使粉末最佳地吹入等离子体射流中。等离子体射流在此不偏转。但概括地提到可借助数字相机检测、控制和/或监测热喷涂过程的至少一个影响喷涂层质量的特征，此外，作为这种影响喷涂层质量的特征，也附带提到喷涂角度作为喷涂射流和基底表面之间的角度。
US 2006/0198944A1也示出和描述了一种用于等离子体喷涂的设备，在其中从侧面将粉末颗粒喷入水平定向到沉积表面上的等离子体射流中。通过将粉末颗粒倾斜喷入等离子体射流中，在等离子体射流中熔化的粉末颗粒以偏离等离子体射流水平方向的角度喷涂到表面上。
US 5,047,612A也示出并描述了一种等离子喷涂装置，在其中待沉积在表面上的粉末颗粒以90°角被喷射到水平定向到沉积表面上的等离子体射流中。相机对准沉积表面并检测沉积在沉积表面上的粉末。
US 2004/0245354A1示出并描述了一种用于监测喷涂过程的方法，其中借助颗粒分析仪确定含有颗粒的喷涂射流的颗粒分布。
发明内容
本发明的任务在于提供一种同类型的用于调节涂覆射流的方法，借助该方法可改善涂覆质量并且尤其是在涂覆过程中获得被均匀涂覆的表面。
在一种用于借助含有涂覆颗粒的涂覆射流涂覆表面的方法中，所述涂覆射流由喷涂装置以喷涂角度定向到表面上，在涂覆过程期间或在两个涂覆过程之间确定喷涂角度，并且在所确定的喷涂角度与预定的额定喷涂角度有偏差时调节喷涂角度并由此将其重新调整到额定喷涂角度。为此根据本发明规定，涂覆射流包括至少两个子射流，所述子射流分别从喷涂装置的相配出口通道的出口喷出，所述出口通道的相应轴线彼此成角度；所述出口通道之一是用于含有涂覆颗粒的第一气流的喷涂通道，该喷涂通道的出口构成定向到待涂覆表面上的喷涂喷嘴；另一个出口通道是用于偏转第一气流的第二气流的控制通道，该控制通道的出口构成至少一个控制喷嘴；并且在所确定的喷涂角度与预定的额定喷涂角度有偏差时增加所述至少两个子射流的第一子射流的体积流量并且减少所述至少两个子射流的第二子射流的体积流量。
根据本发明确定和调节喷涂角度以有利的方式实现：在涂覆过程中使喷涂角度持续保持恒定或在两个涂覆过程之间控制喷涂角度并且为一个或多个后续的涂覆过程重新调整喷涂角度。由此可延长喷涂装置的使用寿命同时确保相同的涂覆质量。也可在由磨损引起的喷涂角度变化导致错误的方法结果之前就及时识别并且必要时补偿喷涂装置或喷涂装置的部件(如其喷嘴)的磨损。与在现有技术中等离子体射流大多基于熔化的粉末从侧面被喷入等离子体射流中而偏转不同，在当前情况下已含有涂覆颗粒的等离子体射流(第一气流)通过从侧面作用于该第一气流的第二气流有针对性地偏转。通过第二气流对含有涂覆颗粒的第一气流的控制允许有针对性地设定喷涂角度，且在此不影响涂覆颗粒在第一气流中的分布。因此，与根据DE 19820195 A1的现有技术不同，在本发明中涂覆颗粒与第一气流的混合过程与喷涂角度影响分开设置。
有利的是，为了确定喷涂角度借助图像检测装置检测从喷涂装置喷出的涂覆射流并且由检测到的涂覆射流图像确定喷涂角度。优选地，涂覆射流的图像检测从侧面、即横向、优选垂直于涂覆射流以喷涂角度偏转的平面进行。当涂覆射流作为自由射流离开喷涂装置时，可特别精确地借助所述图像检测确定喷涂角度。
喷涂角度的调节也可以其它方式进行，例如通过使用于子射流的、设有出口的出口喷嘴枢转或通过使用于涂覆射流的至少一个喷涂喷嘴枢转或通过设置用于至少一个子射流和/或涂覆射流的可机械改变的射流转向装置进行。
优选地，第一子射流的体积流量的增加和第二子射流的体积流量的减小始终这样进行，使得各子射流的体积流量的总和恒定。通过这种方式确保基于子射流体积流量变化引起的喷涂角度变化不会导致因总体积流量变化而引起涂覆质量变化。
作为替代方案，第一子射流的体积流量的增加和第二子射流的体积流量的减小始终这样进行，使得由子射流形成的涂覆射流的能量值恒定。含有涂覆颗粒的气体射流的能量值由包含在气体体积中的各个颗粒的质量、每个颗粒的温度、每个颗粒的速度和气体的(一般可忽略的)能量值决定。
在根据本发明的方法的另一种有利实施方式中，所述出口通道的轴线之间的角度是直角，从而各子射流相互垂直入射。由此从控制喷嘴喷出的、具有最小体积流量的控制-子射流已经可有效偏转从喷涂喷嘴喷出的、含有涂覆颗粒的涂覆颗粒-子射流。
优选地，所述方法构造用于热涂覆表面，其中，所述喷涂装置是具有颗粒流发生器的热喷涂装置。但该方法也可构造为动力涂覆方法，在此在颗粒流发生器中产生的颗粒以非常高的速度(如大于600m/sec)被施加到待涂覆表面上。
在此特别有利的是，颗粒流发生器被第一气流穿流，该第一气流作为富含涂覆颗粒的气流穿过喷涂通道并从喷涂喷嘴喷出。
有利的是，在这种用于热涂覆的方法中，含有涂覆颗粒的第一子射流是由等离子体焰炬产生的等离子体射流。
在这种等离子体涂覆中，为了控制涂覆射流的能量值，控制所述至少一个等离子体焰炬的功率。除了控制两个子射流的体积流量之外，对等离子体焰炬的这种控制以特别可靠的方式确保在涂覆射流的喷涂角度改变时在涂覆射流中的能量值和颗粒含量均保持恒定。
借助本发明也应提出一种用于调节涂覆射流的设备，该设备尤其适合用于实施根据本发明的方法。
在根据本发明的、用于借助含有涂覆颗粒的涂覆射流涂覆表面的、尤其是用于实施根据本发明的方法的设备中，所述涂覆射流可由喷涂装置以喷涂角度定向到表面上，设置可在涂覆过程期间或在两个涂覆过程之间确定喷涂角度的机构并且设置可调节喷涂角度的机构。为此根据本发明规定，所述喷涂装置具有用于含有涂覆颗粒的第一气流的喷涂通道和至少一个用于偏转第一气流的第二气流的控制通道，所述喷涂通道的出口构成定向到待涂覆表面上的喷涂喷嘴，并且所述至少一个控制通道的出口构成控制喷嘴并且从所述出口喷出的气流分别构成子射流并且共同形成涂覆射流，所述出口通道的轴线彼此成角度并且可调节喷涂角度的机构是这样的机构，借助其可改变分别由出口通道喷出的气流的体积流量。
所述设备以特别有利的方式实现：既在涂覆表面期间又为了校准而在两个涂覆过程之间调节涂覆射流。所述设备尤其适合用于实施根据本发明的方法。
根据本发明的设备的一种优选实施方式的特征在于，设置至少一个图像检测装置，其检测涂覆射流，并且设置图像分析装置，其接收由所述至少一个图像检测装置提供的图像信号并且由所述图像信号确定涂覆射流的喷涂角度和/或涂覆射流入射到表面上的入射角度。
在此有利的是，用于改变体积流量的机构由可借助相应执行机构调节的节流装置构成。这种可自动调节的节流装置允许这样改变在控制通道或喷涂通道中的气流，使得按希望调节喷射角度所需的相应体积流量穿流通道。
在此特别有利的是，设置调节或控制装置，其借助相应调节或控制信号加载用于改变体积流量的机构、尤其是节流装置的执行机构。这能实现过程自动化。
在设备的该实施方式中，控制装置作为控制变量接收由图像分析装置提供的喷涂角度和/或入射角度。借助这些数据，调节或控制装置随后可对子射流进行所需的调节并因此将涂覆射流的喷涂角度调节或相应调整为希望的数值。原则上也可确定涂覆射流入射到表面上的入射角度并由其确定喷涂角度。
在根据本发明的设备的一种特别有利的实施方式中，喷涂装置设有颗粒流发生器。例如可具有等离子体焰炬、线材喷射焰炬或冷气体焰炬的颗粒流发生器与气流共同形成金属和/或陶瓷颗粒雾作为涂覆射流。在等离子体焰炬的情况下可借助等离子体结合气流形成金属和/或陶瓷颗粒雾作为涂覆射流。
特别有利的是，除了相应的气流体积流量外，所述控制装置借助控制颗粒流发生器的颗粒输出功率的信号加载所述至少一个颗粒流发生器。由此可使在涂覆射流中的颗粒密度保持恒定。
最后，本发明还涉及一种借助根据本发明的方法涂覆的表面。本发明尤其是涉及一种借助根据本发明的方法涂覆的、活塞-缸装置的缸内壁表面。在此特别有利的是，将所述方法用于涂覆在内燃机中的活塞-缸装置的设置在缸内壁上的工作面，从而作为方法结果本发明也包括这样的内燃机，其具有根据本发明涂覆的工作面。
附图说明
下面参考附图详细描述和解释具有附加设计细节和其它优点的本发明的优选实施方式。附图如下：
图1为借助示意性显示的根据本发明的设备实施的根据本发明的方法的示意性过程图；
图2为根据本发明的设备的喷涂装置的示意性显示的结构；
图3为喷涂装置的替代结构。
具体实施方式
图1示出喷涂装置的过程图，借助其可特别有利地实施根据本发明的用于调节涂覆射流的方法。
在下面结合图2进一步详细描述的喷涂装置1这样设置，使得该喷涂装置将含有涂覆颗粒的涂覆射流S从喷涂喷嘴10以预定的喷涂角度α定向到待涂覆表面2上。为此该表面优选垂直于喷涂装置1的纵轴线x设置。
在所示示例中，在喷涂装置1和表面2之间侧向偏移地在涂覆射流S旁设置用于拍摄涂覆射流S的图像的图像检测装置3。图像检测装置3具有从侧面检测涂覆射流S的相机30，使得喷涂角度α位于由相机30拍摄的图像平面中。优选地，相机30检测涂覆射流S从其离开喷涂装置1直至表面2的整个纵向延伸，从而相机30也检测由涂覆射流S在表面2上形成的入射区域S'。作为替代方案，也可在自由射流中、即在未设置待涂覆表面2时确定喷涂角度α。
由相机30拍摄的图像在图像检测装置3中借助(未示出的)图像传感器以技术人员已知的方式被转换为电信号，该电信号被传输给图像分析装置31。图像分析装置31分析图像信号并由其确定喷涂角度α并因此确定涂覆射流S入射到表面2上的入射角度β。所确定的角度数据随后被传输给调节或控制装置32。调节或控制装置32将获得的角度(喷涂角度α和/或入射角度β)与相应相配的、存储于存储装置33中的预定的额定喷涂角度进行比较并确定相应的角度偏差。由测得的实际喷涂角度和额定喷涂角度之间的角度偏差Δα生成调节信号，该调节信号被传输给喷涂装置1并且在那里将涂覆射流S的喷涂角度α以下面还将描述的方式调节到预定的额定喷涂角度。如果不能进行这种调节，则生成磨损报警信号并优选停止喷涂装置1的继续运行。
在调节喷涂角度α后借助图像检测装置3重新测量涂覆射流，从而以这种方式形成闭合的控制回路。这种控制可在有源涂覆过程中进行，由此喷涂角度α持续被再调整到预定的额定喷涂角度，因而确保喷涂过程的连续质量控制。
但也存在不能连续检测涂覆射流S的图像的情况，例如当对如下空腔进行涂层的情况，在所述空腔中图像检测装置不能定位在涂覆射流S旁。例如在对活塞-缸装置、如活塞式内燃机中的缸内壁表面进行涂层时是这种情况。在此情况下，所描述的对喷涂角度α的检查并非连续地、而是在两次涂覆过程之间进行。例如可执行特定数量的涂覆过程并且随后可将喷涂装置1移动到测量和校准位置中，该位置例如相应于图1中所示的结构，但优选省却待涂覆表面2并且作为自由射流测量涂覆射流S。在该测量和校准位置中喷涂角度α可被调节或调整到预定的额定喷涂角度。在这种校准过程后可重新执行多次涂覆过程。在此特别有利的是，在这种校准过程中检测补偿的角度偏差并且与在之前两个校准过程之间输入的涂覆功率关联地设置。通过更新这些数据可确定磨损趋势，从而可输出关于喷涂装置1直到达到磨损极限还剩余的剩余使用时间的预测。
图2示意性示出可用于根据本发明的方法和根据本发明的设备的喷涂装置1的一种可能结构。
该喷涂装置1包括沿喷涂装置1的纵轴线x延伸并且也称为喷枪的细长壳体1'。
在壳体1'中设置两个通道11、13，所述通道基本上平行于纵轴线x地沿纵向方向延伸通过壳体1'。在壳体1'的第一端部上，所述通道11、13分别通入用于相应相配的气体供应管路11”、13”的接头元件11'、13'中。
在壳体1'的另一轴向端部上，所述通道11、13构成出口通道12、14，它们分别具有通向外部的出口12'、14'。出口通道12、14不相互平行设置，而是出口通道12、14的相应轴线12”、14”彼此成角度γ倾斜。在图2所示示例中，角度γ约为90°。
第一通道11设有包括等离子体焰炬17'的颗粒发生器17，第一通道的出口通道12具有平行于喷涂装置1的纵轴线x延伸的轴线12”。该颗粒发生器17被通过气体供应管路11”供应的过程气体穿流，该气流夹带借助等离子体焰炬17'熔化的颗粒。含有涂覆颗粒的过程气体射流经过出口通道12及其构成喷涂喷嘴10的出口12'首先沿轴线平行方向作为第一子射流S1从喷涂装置的壳体1'喷出。
通过第二通道13，由第二气体供应管路13”供应的第二气体(其可等同于过程气体，但其也可仅简单地为压缩空气)被导入构成控制通道的第二出口通道14中并且从那里经过其构成控制喷嘴18的出口14'喷出并作为第二子射流S2以角度γ入射到从喷涂喷嘴10喷出的并含有涂覆颗粒的第一气流上。该第二子射流S2使第一子射流S1从其轴线平行方向偏转。第一子射流S1和构成控制气流的第二子射流S2合并成一个总涂覆射流S，其射流中轴线S”以喷涂角度α相对于喷涂通道12的轴线12”远离控制喷嘴18(在图2中向下)倾斜。
在两个通道11、13的每个通道中设有可借助相应相配的执行机构15'、16'调节的节流装置15、16。借助在设置在第一通道11中的节流装置15可调整过程气体的体积流量。借助在设置在第二通道13中的节流装置16可调整控制气体的体积流量。相应执行机构15'、16'通过信号导线15”、16”与调节或控制装置32连接并且可分别从其接收调节信号。
颗粒发生器17也通过控制信号导线17”与调节或控制装置32连接并且可从其接收调节信号。
尽管根据图2的视图示出一种示例，在其中被加载涂覆颗粒的气流沿平行于喷涂装置1的纵轴线x的方向喷出，但也可想到喷涂装置1的变型方案，在其中含有涂覆颗粒的气流与纵轴线x成角度喷出。在极端情况下可这样构造另一种示例性方案，使得被加载涂覆颗粒的气流与纵轴线x成直角喷出，而控制气流则平行于纵轴线x喷出。这种方案在图3中示意性示出，其中，相同的附图标记表示与图2示例相同的部件。
本发明不局限于上述实施方式，其仅仅是对本发明核心思想的一般解释。而且，在保护范围内，根据本发明的设备也可采用与上述实施方式不同的实施方式。在此，该设备尤其是可具有权利要求相应单个特征的组合特征。
权利要求、说明书和附图中的附图标记仅用于更好地理解本发明且并不应限制保护范围。
附图标记列表
1 喷涂装置
1' 细长壳体
2 表面
3 图像检测装置
10 喷涂喷嘴
11 通道
11' 接头元件
11” 第一气体管路
12 出口通道/喷涂通道
12' 出口
12” 轴线
13 通道
13' 接头元件
13” 第二气体管路
14 出口通道/控制通道
14' 出口
14” 轴线
15 节流装置
15' 执行机构
15” 信号导线
16 节流装置
16' 执行机构
16” 信号导线
17 颗粒发生器
17' 等离子体焰炬
17” 调节信号导线
18 控制喷嘴
30 镜头
31 图像分析装置
32 调节或控制装置
33 存储装置
x 纵轴线
S 涂覆射流
S” 射流中轴线
S1 子射流
S2 子射流
α 喷涂角度
β 入射角度
γ 角度

Claims (21)

1.用于借助含有涂覆颗粒的涂覆射流(S)涂覆表面(2)的方法，其中，所述涂覆射流(S)由喷涂装置(1)以喷涂角度(α)定向到表面(2)上，在涂覆过程期间或在两个涂覆过程之间确定喷涂角度(α)，并且在所确定的喷涂角度(α)与预定的额定喷涂角度有偏差时调节喷涂角度(α)并由此将喷涂角度重新调整到额定喷涂角度，其特征在于，
－涂覆射流(S)包括至少两个子射流(S1、S2)，所述子射流分别从喷涂装置(1)的相配出口通道(12、14)的出口(12'、14')喷出，所述出口通道(12、14)的相应轴线(12”、14”)彼此成角度(γ)；
－其中一个所述出口通道(12、14)是用于含有涂覆颗粒的第一气流的喷涂通道(12)，该喷涂通道(12)的出口(12')构成定向到待涂覆表面(2)上的喷涂喷嘴(10)；
－另一个所述出口通道(12、14)是用于偏转第一气流的第二气流的控制通道(14)，该控制通道(14)的出口(14')构成至少一个控制喷嘴(18)；并且
－在所确定的喷涂角度(α)与预定的额定喷涂角度有偏差时增加所述至少两个子射流中的第一子射流(S1)的体积流量并且减少所述至少两个子射流中的第二子射流(S2)的体积流量；
其中，为了确定喷涂角度(α)，借助图像检测装置(3)检测从喷涂装置(1)喷出的涂覆射流(S)，并且借助图像分析装置(30)接收由所述图像检测装置(3)提供的图像信号并且由所述图像信号确定涂覆射流(S)的喷涂角度(α)和/或涂覆射流(S)入射到表面(2)上的入射角度(β)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助图像检测装置(3)从侧面检测从喷涂装置(1)喷出的涂覆射流(S)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助图像检测装置(3)检测从喷涂装置(1)喷出的涂覆射流(S)作为自由射流。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述第一子射流(S1)的体积流量的增加和所述第二子射流(S2)的体积流量的减少始终这样进行，使得各子射流(S1、S2)的体积流量的总和或由各子射流(S1、S2)形成的涂覆射流(S)的能量值恒定。
5.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述出口通道(12、14)的轴线(12”、14”)之间的角度(γ)是直角，从而所述子射流(S1、S2)相互垂直入射。
6.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，该方法构造用于热涂覆表面，所述喷涂装置(1)是具有颗粒流发生器(17)的热喷涂装置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述颗粒流发生器(17)被第一气流穿流，该第一气流作为富含涂覆颗粒的气流穿过喷涂通道(12)并从喷涂喷嘴(10)喷出。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一子射流是由等离子体焰炬(17')产生的、含有涂覆颗粒的等离子体射流。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为了控制涂覆射流(S)的能量值，控制所述至少一个等离子体焰炬(17')的功率。
10.用于借助含有涂覆颗粒的涂覆射流(S)涂覆表面(2)的设备，其中，所述涂覆射流(S)能够由喷涂装置(1)以喷涂角度(α)定向到表面(2)上，设置能够在涂覆过程期间或在两个涂覆过程之间确定喷涂角度(α)的机构和能够调节喷涂角度(α)的机构，其特征在于，
－所述喷涂装置(1)具有用于含有涂覆颗粒的第一气流的喷涂通道(12)和至少一个用于偏转第一气流的第二气流的控制通道(14)，所述喷涂通道(12)的出口(12')构成定向到待涂覆表面(2)上的喷涂喷嘴(10)，并且所述至少一个控制通道(14)的出口(14')构成控制喷嘴(18)，并且从所述出口(12'、14')喷出的气流分别构成子射流(S1、S2)并共同形成涂覆射流(S)；
－所述喷涂通道(12)和控制通道(14)的轴线(12”、14”)彼此成角度(γ)；
－能够调节喷涂角度(α)的机构是这样的机构，借助其能够改变分别由所述喷涂通道(12)和控制通道(14)喷出的气流的体积流量；
－设置至少一个图像检测装置(3)，其检测涂覆射流(S)；并且
－设置图像分析装置(30)，其接收由所述至少一个图像检测装置(3)提供的图像信号并且由所述图像信号确定涂覆射流(S)的喷涂角度(α)和/或涂覆射流(S)入射到表面(2)上的入射角度(β)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，用于改变体积流量的机构由能够借助相应执行机构(15'、16')调节的节流装置(15、16)构成。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，设置调节或控制装置(32)，其借助相应的调节或控制信号加载用于改变体积流量的机构。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，设置调节或控制装置(32)，其借助相应的调节或控制信号加载节流装置(15、16)的执行机构(15'、16')。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，所述调节或控制装置(32)接收由图像分析装置(30)提供的喷涂角度(α)和/或入射角度(β)作为控制变量。
15.根据权利要求10至13之一所述的设备，其特征在于，喷涂装置(1)设有颗粒流发生器(17)。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，喷涂装置(1)构造为热喷涂装置。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述颗粒流发生器(17)具有等离子体焰炬(17')。
18.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，喷涂装置(1)设有颗粒流发生器(17)，并且所述调节或控制装置(32)借助控制所述颗粒流发生器的颗粒输出功率的信号来加载所述颗粒流发生器(17)。
19.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备用于实施根据权利要求1至9之一所述的方法。
20.借助根据权利要求1至9之一所述的方法涂覆的表面。
21.根据权利要求20所述的表面，其特征在于，该表面是活塞-缸装置的缸内壁表面。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109525407B (zh) * 2017-09-18 2020-05-26 中国科学院声学研究所 一种同层无交集全覆盖嵌套容器生成方法及可读存储介质
DE102018208925A1 (de) * 2018-06-06 2019-12-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Abschirmen von Bauteilen
US20200139394A1 (en) * 2018-11-02 2020-05-07 The Boeing Company Methods, apparatuses, and systems for smart delivery of coating material
CN114761139B (zh) * 2019-11-27 2024-05-28 巴斯夫涂料有限公司 用于评估钟形液体喷涂的形状的方法
CN112915230B (zh) * 2021-01-26 2022-11-29 桂林电子科技大学 等离子体射流装置及杀菌方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5047612A (en) * 1990-02-05 1991-09-10 General Electric Company Apparatus and method for controlling powder deposition in a plasma spray process
WO1991012183A1 (en) * 1990-02-12 1991-08-22 Tafa Incorporated Inside diameter arc spray gun
US5242110A (en) * 1991-12-02 1993-09-07 Praxair Technology, Inc. Method for changing the direction of an atomized flow
US5468295A (en) * 1993-12-17 1995-11-21 Flame-Spray Industries, Inc. Apparatus and method for thermal spray coating interior surfaces
WO1997049497A1 (en) * 1996-06-24 1997-12-31 Tafa, Incorporated Apparatus for rotary spraying a metallic coating
DE19820195A1 (de) * 1998-05-06 1999-11-11 Linde Ag Qualitätssicherung beim thermischen Spritzen
DE19910892A1 (de) 1999-03-11 2000-09-14 Linde Tech Gase Gmbh Qualitätssicherung beim thermischen Spritzen mittels rechnerischer Überarbeitung oder Verfremdung digitaler Bilder
ES2334770T3 (es) * 2001-01-20 2010-03-16 Ks Aluminium-Technologie Gmbh Superficie de deslizamiento cilindrica.
US6967304B2 (en) * 2002-04-29 2005-11-22 Cyber Materials Llc Feedback enhanced plasma spray tool
US6892954B2 (en) * 2003-06-04 2005-05-17 Siemens Westinghouse Power Corporation Method for controlling a spray process
FR2865218B1 (fr) * 2004-01-19 2006-04-28 Traitements Composites Poudres Procede et dispositif de revetement d'au moins un alesage cylindrique par projection thermique arc-fil
FR2866902B1 (fr) * 2004-02-27 2006-04-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de projection de particules metalliques par arc electrique entre deux fils
US7757966B2 (en) * 2005-12-09 2010-07-20 Utah State University High-speed jet control
JP4935450B2 (ja) * 2007-03-26 2012-05-23 トヨタ自動車株式会社 溶射被膜とその形成方法、溶射材料線材およびシリンダブロック
FR2922406A1 (fr) * 2007-10-12 2009-04-17 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'injection de charge liquide a melanger/convertir au sein d'un dard plasma ou d'un flux gazeux
CN105483619B (zh) * 2016-01-26 2018-01-02 京东方科技集团股份有限公司 移动靶镀膜装置及镀膜方法

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