DE102009009474B4

DE102009009474B4 - Gasspritzanlage und Verfahren zum Gasspritzen

Info

Publication number: DE102009009474B4
Application number: DE200910009474
Authority: DE
Inventors: Peter Richter sen.; Helmut Höll; Walter Kokott; Peter Richter jun.; Peter Heinrich
Original assignee: Sulzer Metco AG
Current assignee: Oerlikon Metco AG
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: DE102009009474A1

Abstract

Gasspritzanlage (100), aufweisend – mindestens einen von Gas durchströmten Druckbehälter (10), – mindestens einen Partikelzuführbereich (20), in dem dem Gas mittels einer Partikelzuführleitung (30) Partikel zuführbar sind, und – mindestens eine Düse (40), die in Strömungsrichtung des Gases von einem konvergierenden Abschnitt (42) im Bereich des Düsenhalses (44) in einen divergierenden Abschnitt (46) übergeht, wobei der Druckbehälter (10), der Partikelzuführbereich (20) und die Düse (40) in Strömungsrichtung des Gases aufeinander folgend angeordnet sind, wobei sich zumindest der der Düse (40) zugewandte Abschnitt der Partikelzuführleitung (30) im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung des der Düse (40) zugewandten und sich im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckenden Abschnitts der Partikelzuführleitung (30) und die Strömungsrichtung des Gases vor dem Partikelzuführbereich (20) miteinander einen spitzen Winkel einschließen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasspritzanlage, insbesondere Kaltgasspritzanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Gasspritzen, insbesondere zum Kaltgasspritzen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Stand der Technik
Das Gasspritzen, insbesondere das Kaltgasspritzen [vgl. grundsätzlich hierzu zum Beispiel die Druckschrift DE 690 16 433 T2 (entsprechend EP 0 484 533 B1 ) aus dem Stand der Technik], ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem ein pulverförmiger Beschichtungswerkstoff mit sehr hoher Geschwindigkeit auf ein Trägermaterial aufgebracht wird. Hierzu werden die Pulverpartikel in einen Gasstrahl aus Prozessgas injiziert, wobei der Gasstrahl zuvor durch Expansion in einer meist lavalartig geformten Düse auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wurde.
Beim Kaltgasspritzen kann das Prozessgas hierbei erhitzt werden, wie beispielsweise in der Druckschrift EP 0924315 A1 aus dem Stand der Technik offenbart ist. Hier wird das heiße Gas in die Spritzpistole geführt. Unabhängig davon, ob eine derartige Erhitzung des Prozessgases erfolgt, werden die injizierten Spritzpartikel beim Kaltgasspritzen durch Injektion in den Gasstrahl auf eine so hohe Geschwindigkeit beschleunigt, dass sie im Gegensatz zu anderen thermischen Spritzverfahren auch ohne vorangehendes An- oder Aufschmelzen beim Aufprall auf das Substrat eine dichte und fest haftende Schicht bilden.
Als pulverförmiger Beschichtungswerkstoff gelangen beim Gasspritzen verschiedene Materialien zum Einsatz. Allerdings weisen manche dieser Materialien, so zum Beispiel Partikel aus Aluminium (Al) oder aus Silber (Ag), insbesondere im der Eindüsung vorgelagerten Bereich eine gewisse Tendenz zum Verklumpen auf, so dass sich die Partikelzuführleitung unvorteilhafterweise mit Spritzmaterial zusetzt und die Gasspritzanlage unbrauchbar wird.
Auch die Druckschriften EP 1 403 396 A1 , EP 1 629 899 A1 oder EP 1 775 026 A1 aus dem Stand der Technik liefern keinen adäquaten Hinweis zur Lösung dieses Problems.
Darstellung der vorliegenden Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gasspritzanlage der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein Verklumpen des Spritzmaterials sowie Zusetzen der Partikelzuführleitung, insbesondere im der Eindüsung vorgelagerten Bereich, in zuverlässiger Weise verhindert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Gasspritzanlage mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 17 angegebenen Merkmalen gelöst.
Mithin basiert die vorliegende Erfindung, insbesondere vor dem Partikelzuführbereich, zum Beispiel im der Mischkammer oder Vorkammer vorgelagerten Bereich, auf einer in bezug auf die Düse im Wesentlichen axialen Eindüsung oder Einleitung des Pulvers in den (Prozess-)Gasstrom, wobei die vorliegende Erfindung insbesondere für Pulverarten funktionabel ist, die nicht aufgeheizt werden.
Indem sich gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung zumindest der der Düse zugewandte Abschnitt der Partikelzuführ(leit)ung im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse erstreckt, wird zum Zwecke des Zuführens der Partikel also eine gerade Strecke zur Verfügung gestellt, wodurch ein insbesondere an Biegungen, an Ecken, an Kanten, an Krümmungen und/oder an Verengungen auftretendes Verklumpen mit Partikelmaterial in zuverlässiger Weise vermieden wird.
Dies gilt vor allem für Spritzteilchen aus zum Verklumpen oder zum Verstopfen neigenden Materialien, wie etwa Aluminium (Al) oder Silber (Ag), die mittels der vorliegenden Erfindung die Partikelzuführleitung nicht mehr verstopfen oder zusetzen können.
In der Druckschrift WO 03/041868 A2 aus dem Stand der Technik erfolgt die Injektion der Spritzpartikel zwar ebenfalls auf geradem Wege, jedoch erst im divergenten Abschnitt der Düse.
Besonders gute Spritzergebnisse werden erzielt, da gemäß der vorliegenden Erfindung das gerichtete Zuführen der Partikel und das gerichtete Einströmen des (Prozess-)Gases vor dem Partikelzuführbereich, insbesondere vor der Mischkammer oder Vorkammer, unter spitzem Winkel zueinander, zum Beispiel im Winkelbereich zwischen etwa fünfzehn Grad und etwa 45 Grad, wie etwa unter einem Winkel etwa dreißig Grad, erfolgen.
Zweckmäßigerweise handelt es sich beim (Prozess-)Gas

– um Helium He,
– um Stickstoff N2,
– um Luft (= etwa 78 Prozent Stickstoff, etwa 21 Prozent Sauerstoff, etwa 0,9 Prozent Argon, etwa 0,04 Prozent Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff und Wasserdampf) oder
– um Mischungen hieraus, zum Beispiel in einem Druckbereich von etwa zwei bar bis etwa fünfzig bar, insbesondere in einem Druckbereich von etwa fünf bar bis etwa dreißig bar, besonders bevorzugt in einem Druckbereich von etwa zehn bar bis etwa zwanzig bar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung gelangt insbesondere bei einer Gasspritzanlage zur Anwendung, die als mindestens eine Gasspritzpistole, insbesondere als mindestens eine Kaltgasspritzpistole, zum Beispiel als mindestens eine Kaltgashandspritzpistole, ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren einen Nachrüstsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 15, wobei der Nachrüstsatz

– mindestens ein, insbesondere mit Kühlrippen versehenes, Verteilerelement zum Aufnehmen des der Düse zugewandten Abschnitts der Partikelzuführ(leit)ung, insbesondere mittels mindestens einer, zum Beispiel geraden, Einschraubverschraubung, und
– mindestens ein, insbesondere mit Kühlrippen versehenes, Adapterelement zum Aufnehmen des der Düse zugewandten Endbereichs des Druckbehälters aufweist.

Durch einen derartigen Nachrüstsatz können bestehende und/oder konventionelle Gasspritzanlagen, insbesondere bestehende und/oder konventionelle Gasspritzpistolen, zum Beispiel bestehende und/oder konventionelle Kaltgasspritzpistolen, wie etwa bestehende und/oder konventionelle Kaltgashandspritzpistolen, auf einfache, kostengünstige und schnelle Weise dergestalt aufgerüstet werden, dass eine in bezug auf die Düse im Wesentlichen axialen Eindüsung oder Einleitung des Pulvers in den Gasstrom problemlos ermöglicht wird.
Die Gasspritzanlage der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel mit nicht aufgeheizten oder nicht aufzuheizenden Partikel- oder Pulverarten, insbesondere Aluminium (Al) oder Silber (Ag), als Spritz- und Beschichtungsmaterialeingesetzt werden. Hierdurch wird ein Verklumpen, Verstopfen oder Zusetzen der Rohrleitung für die Partkel oder Teilchen, zum Beispiel an Biegungen, an Ecken, an Kanten, an Krümmungen und/oder an Verengungen, in zuverlässiger Weise verhindert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1 sowie dem Anspruch 17 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend unter Anderem anhand des durch 1A und 1B veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
1A in schematischer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines Teils einer Kaltgasspritzanlage gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet; und
1B in perspektivischer Ansicht die Kaltgasspritzanlage aus 1A.
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in 1A und in 1B mit identischen Bezugszeichen versehen.
Bester Weg zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
Im anhand 1A und 1B veranschaulichten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine mobile und kostengünstig herstellbare Anlage 100 für das Kaltgasspritzen in Form einer Vorrichtung zur Hochdruckgaserhitzung gezeigt, zum Beispiel in Form einer Kaltgas(hand)spritzpistole.
Beim Kaltgasspritzen werden (Spritz-)Partikel in ungeschmolzenem Zustand in einem (Prozess-)Gas beschleunigt und treffen zum Beschichten eines Substrats oder zum Herstellen eines Formteils mit hoher Geschwindigkeit auf ein Substrat auf, auf dem sie unter Umwandlung ihrer kinetischen Energie anhaften.
Hierbei wird das (Prozess-)Gas in einem Druckbehälter 10 komprimiert, wobei das (Prozess-)Gas mittels eines im Druckbehälter 10 angeordneten (, in 1A und in 1B aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung nicht gezeigten) Heizelements in Form einer Heizpatrone oder eines Filamenterhitzers erwärmt werden kann. Nach Injektion eines Pulvers wird das (Prozess-)Gas – sei es (vor)erwärmt oder nicht – anschließend durch Entspannung in einer Lavalschen Düse 40 beschleunigt.
Die Kaltgasspritzanlage 100 zeichnet sich durch ihren modularen Aufbau und mithin durch ihre Ausbaufähigkeit aus und beruht erfindungsgemäß darauf, dass ein Verklumpen des Spritzmaterials sowie ein Zusetzen der Partikelzuführung 30, insbesondere im der Eindüsung vorgelagerten Bereich, in zuverlässiger Weise verhindert werden können.
Die Kaltgasspritzanlage 100 weist in Strömungsrichtung des (Prozess-)Gases gesehen hinter dem vom (Prozess-)Gas durchströmten Druckbehälter 10 einen zum Beispiel als Mischkammer oder als Vorkammer ausgebildeten Partikelzuführbereich 20 auf, in dem dem (Prozess-)Gas mittels einer Spritzpartikelzuführleitung 30 Partikel oder Pulver zuführbar sind, so dass Pulver und Gas vermischen, und zwar in eben jener (Vor-)Kammer 20, das heißt vor oder im Anfangsbereich der Kaltgasspritzdüse 40, die in (Prozess-)Gasströmungsrichtung gesehen

– einen konvergenten oder konvergierenden Abschnitt 42,
– einen Düsenhals 44 und
– einen divergenten oder divergierenden Abschnitt 46

Hierbei ist die Kaltgasspritzanlage 100 gemäß 1A und 1B insbesondere für den Einsatz von nicht aufgeheizten oder nicht aufzuheizenden Partikel- oder Pulverarten, zum Beispiel von Aluminium (Al) oder von Silber (Ag), als Spritz- und Beschichtungsmaterial ausgelegt.
Indem sich zumindest der in Gasströmungsrichtung hintere oder letzte Abschnitt der Partikelzuführleitung 30 im Wesentlichen gerade, das heißt ohne Biegung, ohne Ecke, ohne Kante, ohne Krümmung oder ohne Verengung erstreckt, wird ein Verklumpen, Verstopfen oder Zusetzen der Pulverrohrleitung 30 in zuverlässiger Weise verhindert.
Um zu ermöglichen, dass die Längserstreckung der Partikelzuführung 30 und die Strömungsrichtung des Gases vor dem eigentlichen Partikelzuführbereich 20 miteinander einen spitzen Winkel von etwa dreißig Grad einschließen, weist die Kaltgasspritzanlage 100 ein mit externen Kühlrippen 24 versehenes Verteilerelement 22 zum Aufnehmen des der Lavaldüse 40 zugewandten Abschnitts der Partikelzuführleitung 30 auf, wobei die (lösbare) Verbindung zwischen dem Verteilerelement 22 und der Partikelrohrleitung 30 durch eine gerade Einschraubverschraubung 26 bewerkstelligt wird.
Wie der Darstellung gemäß 1A und 1B entnehmbar, ist das der Partikelzuführleitung 30 zugewandte Ende der Düse 40 mit einer Befestigungsschraube 34 am Verteilerelement 22 angebracht, und zwar über einen metallischen O-Ring 32 in Form eines Wills-Rings^®.
Der der Düse 40 zugewandte Endbereich des Druckbehälters 10 ist über einen metallischen O-Ring 16 in Form eines Wills-Rings^® in einem mit externen Kühlrippen 14 versehenen Adapterelement 12 aufgenommen, zum Beispiel eingeschraubt. Die Anbindung dieses Adapterelements 12 am Verteilerelement 22 erfolgt am der Düse 40 zugewandten Endbereich des Adapterelements 12 über einen metallischen O-Ring 18 in Form eines Wills-Rings^®.
Der Partikelzuführbereich 20 wird

– in seinem ersten oder vorderen Abschnitt durch einen in bezug auf die Dicke der Partikelzuführleitung 30 radial erweiterten inneren Endbereich des Verteilerelements 22 und
– in seinem zweiten oder hinteren Abschnitt durch den der Partikelzuführleitung 30 zugewandten Anfangsbereich des konvergierenden Abschnitts 42 der Düse 40

Hierbei kann der der Düse 40 zugewandte Endabschnitt die Partikelzuführung 30 mehr oder weniger weit in den konvergierenden Abschnitt 42 der Düse 40 hineinragen. Abhängig davon, wie sein der konvergente Abschnitt 42 der Düse 40 ist, ist es also im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, das Pulver direkt in den konvergenten Abschnitt 42 der Düse 40 zu injizieren; prinzipell ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, das Pulver erst im divergierenden Abschnitt der Düse zu injizieren (vgl. Druckschrift WO 03/041868 A2 aus dem Stand der Technik).
Das Verteilerelement 22 und das Adapterelement 12 können in mit der restlichen Anlage 100, insbesondere mit der restlichen Hand(spritz)pistole, einheitlicher und/oder einstückiger Bauweise ausgestaltet sein. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass das Verteilerelement 22 und das Adapterelement 12 zum Nachrüsten einer bestehenden und/oder konventionellen Gasspritzanlage ausgebildet sind.
Schließlich ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine separate und externe (Prozess-)Gasvorerhitzung, zum Beispiel gemäß dem in der Druckschrift WO 2006/034777 A1 offenbarten Prinzip, möglich; in diesem Falle wird heißes Gas zur Kaltgasspritzpistole 100 geleitet.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann, zum Beispiel gemäß dem in der Druckschrift WO 2007/054313 A1 offenbarten Prinzip, im Druckbehälter 10 mindestens ein Heizelement, insbesondere mindestens eine Heizpatrone, angeordnet sein, mittels dessen das (Prozess-)Gas erwärmt oder erhitzt werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Heizelement elektrische Heizdrähte auf; insbesondere wird mindestens ein so genannter Filamenterhitzer oder Filamentheizer eingesetzt. Ein derartiges Heizelement in Form eines Filamenterhitzers oder Filamentheizers wird elektrisch beheizt und erzeugt in zweckmäßiger Weise keine Verbrennungsrückstände. In einem Filamenterhitzer oder Filamentheizer sind die Heizdrähte in einzelnen Kanälen angeordnet, wobei das zu erhitzende Gas durch diese Kanäle strömt; viele Kanäle zusammen ergeben schließlich den Filamenterhitzer oder Filamentheizer.
Im Einströmbereich des Druckbehälters 10 kann mindestens ein Strömungsverteilungselement angeordnet sein, das das einströmende (Prozess-)Gas über die gesamte Breite des Heizelements verteilen kann.
Auf der Innenseite oder Innenwand des Druckbehälters 10 kann mindestens eine Isolierung 10i angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

100: Gasspritzanlage, insbesondere Vorrichtung zur Hochdruckgaserhitzung, zum Beispiel Kaltgasspritzanlage, wie etwa Kaltgasspritzpistole
10: Druckbehälter, insbesondere Druckbehälterhülle
10i: (Innen-)Isolierung des Druckbehälters 10, insbesondere der Druckbehälterhülle
12: Adapter oder Adapterelement
14: Kühlrippe des Adapterelements 12
16: insbesondere zwischen Druckbehälter 10 und Adapterelement 12 angeordneter metallischer O-Ring, zum Beispiel Wills-Ring^®
18: insbesondere zwischen Adapterelement (12) und Verteilerelement (22) angeordneter metallischer O-Ring, zum Beispiel Wills-Ring^®
20: Partikelzuführbereich, insbesondere Mischkammer oder Vorkammer
22: Verteiler oder Verteilerelement
24: Kühlrippe des Verteilerelements 22
26: Einschraubverschraubung, insbesondere gerade Einschraubverschraubung
30: Partikelzuführungleitung, insbesondere Rohrleitung, zum Beispiel Partikelrohrleitung oder Pulverrohrleitung oder Teilchenrohrleitung
32: insbesondere zwischen Verteilerelement (22) und Düse (40) angeordneter metallischer O-Ring, zum Beispiel Wills-Ring^®
34: Befestigung oder Befestigungsschraube
40: Düse, insbesondere Lavaldüse
42: konvergenter oder konvergierender Abschnitt der Düse 40
44: Düsenhals der Düse 40
46: divergenter oder divergierender Abschnitt der Düse 40

Claims

Gasspritzanlage (100), aufweisend – mindestens einen von Gas durchströmten Druckbehälter (10), – mindestens einen Partikelzuführbereich (20), in dem dem Gas mittels einer Partikelzuführleitung (30) Partikel zuführbar sind, und – mindestens eine Düse (40), die in Strömungsrichtung des Gases von einem konvergierenden Abschnitt (42) im Bereich des Düsenhalses (44) in einen divergierenden Abschnitt (46) übergeht, wobei der Druckbehälter (10), der Partikelzuführbereich (20) und die Düse (40) in Strömungsrichtung des Gases aufeinander folgend angeordnet sind, wobei sich zumindest der der Düse (40) zugewandte Abschnitt der Partikelzuführleitung (30) im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung des der Düse (40) zugewandten und sich im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckenden Abschnitts der Partikelzuführleitung (30) und die Strömungsrichtung des Gases vor dem Partikelzuführbereich (20) miteinander einen spitzen Winkel einschließen.
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasspritzanlage (100) eine Kaltgasspritzanlage ist und/oder dass der Partikelzuführbereich (20) als Mischkammer oder als Vorkammer ausgebildet ist und/oder dass die Düse (40) eine Lavaldüse ist.
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung des der Düse (40) zugewandten Abschnitts der Partikelzuführleitung (30) und die Strömungsrichtung des Gases vor dem Partikelzuführbereich (20) miteinander einen spitzen Winkel im Bereich zwischen fünfzehn Grad und 45 Grad, zum Beispiel dreißig Grad, einschließen.
Gasspritzanlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens ein, insbesondere mit Kühlrippen (24) versehenes, Verteilerelement (22) zum Aufnehmen des der Düse (40) zugewandten Abschnitts der Partikelzuführleitung (30), insbesondere mittels mindestens einer, zum Beispiel geraden, Einschraubverschraubung (26).
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens eine Befestigungsschraube (34), mittels derer das der Partikelzuführleitung (30) zugewandte Ende der Düse (40) am Verteilerelement (22) anbringbar ist, insbesondere über mindestens einen metallischen O-Ring (32).
Gasspritzanlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens ein, insbesondere mit Kühlrippen (14) versehenes, Adapterelement (12) zum Aufnehmen des der Düse (40) zugewandten Endbereichs des Druckbehälters (10), insbesondere über mindestens einen metallischen O-Ring (16).
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 4 oder 5 und gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (22) zum Aufnehmen des der Düse (40) zugewandten Endbereichs des Adapterelements (12) ausgebildet ist, insbesondere über mindestens einen metallischen O-Ring (18).
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 4 oder 5 und Anspruch 6 oder gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (22) und das Adapterelement (12) zum Nachrüsten an einer bestehenden und/oder konventionellen Gasspritzanlage ausgebildet sind.
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 4 oder 5 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verteilerelement (22) in seinem der Düse (40) zugewandten inneren Endbereich in bezug auf die Dicke der Partikelzuführleitung (30) radial erweitert ist und – dass der Partikelzuführbereich (20) zumindest partiell, insbesondere in seinem Anfangsbereich, durch den der Düse (40) zugewandten inneren Endbereich des Verteilerelements (22) gebildet ist.
Gasspritzanlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelzuführbereich (20) zumindest partiell, insbesondere in seinem Endbereich, durch den der Partikelzuführleitung (30) zugewandten Anfangsbereich des konvergierenden Abschnitts (42) der Düse (40) gebildet ist.
Gasspritzanlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der der Düse (40) zugewandte Endabschnitt die Partikelzuführleitung (30) in den konvergierenden Abschnitt (42) der Düse (40) hineinragt.
Gasspritzanlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckbehälter (10) mindestens ein Heizelement angeordnet ist.
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement eine Heizpatrone umfasst.
Gasspritzanlage gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement einen Filamenterhitzer umfasst.
Nachrüstsatz zur Herstellung einer Gasspritzanlage nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Nachrüstsatz aufweist: – mindestens ein Verteilerelement (22) zum Aufnehmen des der Düse (40) zugewandten Abschnitts der Partikelzuführleitung (30) und – mindestens ein Adapterelement (12) zum Aufnehmen des der Düse (40) zugewandten Endbereichs des Druckbehälters (10), wobei an dem Verteilerelement (22) durch mindestens eine Befestigungsschraube (34) das dem der Düse (40) zugewandten Abschnitt der Partikelzuführleitung (30) zugewandte Ende der Düse (40) anbringbar ist, wobei das Verteilerelement (22) zum Aufnehmen des der Düse (40) zugewandten Endbereichs des Adapterelements (12) ausgebildet ist, wobei das Verteilerelement (22) in seinem der Düse (40) zugewandten inneren Endbereich in Bezug auf die Dicke der Partikelzuführleitung (30) radial erweitert ist und der der Düse (40) zugewandte innere Endbereich zumindest partiell einen Partikelzuführbereich (20) bildet, in dem dem Gas mit der Partikelzuführleitung (30) Partikel zuführbar sind, und wobei das Verteilerelement (22) und das Adapterelement (12) so ausgebildet sind, dass bei von dem Verteilerelement (22) aufgenommenem Adapterelement (12), bei von dem Verteilerelement (22) aufgenommener Partikelzuführleitung (30) und bei an dem Verteilerelement (22) angebrachter Düse (40) sich zumindest der der Düse (40) zugewandte Abschnitt der Partikelzuführleitung (30) im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckt und die Längserstreckung des der Düse (40) zugewandten und sich im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckenden Abschnitts der Partikelzuführleitung (30) und die Strömungsrichtung des Gases vor dem Partikelzuführbereich (20) miteinander einen spitzen Winkel einschließen.
Nachrüstsatz gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (22) mit Kühlrippen versehen ist und/oder dass das Verteilerelement (22) zum Aufnehmen des der Düse (40) zugewandten Abschnitts der Partikelzuführleitung (30) mit einer, insbesondere geraden, Einschraubverbindung (26) ausgebildet ist und/oder dass das Adapterelement (12) mit Kühlrippen (14) versehen ist.
Verfahren zum Gasspritzen, bei dem Partikel in einem Gas beschleunigt werden und zum Beschichten mindestens eines Substrats oder zum Herstellen mindestens eines Formteils mit hoher Geschwindigkeit auf ein Substrat auftreffen und dort anhaften, wobei das Gas in mindestens einem Druckbehälter (10) komprimiert und anschließend durch Entspannung in mindestens einer Düse (40) beschleunigt wird, wobei die Partikel einem Partikelzuführbereich (20) und dadurch dem Gas im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) und durch einen der Düse (40) zugewandten Abschnitt einer Partikelzuführleitung (30) zugeführt werden, der sich im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung des der Düse (40) zugewandten und sich im Wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der Düse (40) erstreckenden Abschnitts der Partikelzuführleitung (30) und die Strömungsrichtung des Gases vor dem Partikelzuführbereich (20) miteinander einen spitzen Winkel einschließen.
Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Kaltgasspritzen verwendet wird und/oder dass die Partikel in ungeschmolzenem Zustand in dem Gas beschleunigt werden und/oder dass die Partikel unter Umwandlung ihrer kinetischen Energie auf dem Substrat anhaften und/oder dass ein als Mischkammer oder als Vorkammer ausgebildeter Partikelzuführbereich (20) verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung mindestens einer Partikelzuführleitung (30) und die Strömungsrichtung des Gases vor mindestens einem Partikelzuführbereich (20) miteinander einen spitzen Winkel im Bereich zwischen fünfzehn Grad und 45 Grad, zum Beispiel dreißig Grad, einschließen.