EP1978125A2 - Verfahren zum Beschichten eines Zuschlagstoffes mit einem Fluoreszenzmarker - Google Patents

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EP1978125A2
EP1978125A2 EP08005537A EP08005537A EP1978125A2 EP 1978125 A2 EP1978125 A2 EP 1978125A2 EP 08005537 A EP08005537 A EP 08005537A EP 08005537 A EP08005537 A EP 08005537A EP 1978125 A2 EP1978125 A2 EP 1978125A2
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EP
European Patent Office
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aggregate
coating
matrix
fluorescent marker
additive
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Withdrawn
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EP08005537A
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Manuel Hertter
Andreas Jakimov
Stefan Kick
Wolfgang Wachter
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MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for coating an aggregate with a fluorescence marker, wherein the additive is, for example, part of a multicomponent powder for thermal spraying
  • a supplemental material is used in the thermal spraying, in which or on which a fluorescent marker material is tied.
  • both the particles of the coating material and the particles of the marker material, which is firmly bound in or on the aggregate, are made to glow, so that the particles of the coating material and the particles of the marker material contained in the spray jet or particle beam collected and evaluated in the sense of online monitoring.
  • the excitation of the fluorescent marker material and the coating material can for Example of the plasma jet done. Alternatively, the excitation can be accomplished via a laser source, which excites the particles to glow.
  • the invention is therefore based on the object to avoid the disadvantages of the known solutions of the prior art and to provide an improved solution for applying fluorescent labels on an aggregate.
  • smaller quantities of an additive should be able to be provided simply and inexpensively with fluorescent markers.
  • the coating of the additive is carried out by a liquid phase method.
  • the solvent contained in the organic matrix material evaporates after application of the matrix containing the fluorescent marker on the aggregate.
  • a complete fluorescence coating is created, which is connected to the individual powder particles of the additive.
  • a gas phase method for coating the aggregate can be used.
  • rhodamine 6G is provided as fluorescence marker.
  • suitable laser fluorescent dyes such as oxazines or carbocyanides that can deliver energy within a few nanoseconds can also be used. It may be advantageous if the emitted light is slightly red shifted, since this can be well recognized by means of sensitive detectors.
  • the characteristic emission wavelength can advantageously be between 350 nm and 600 nm.
  • an organic resin or a cyanoacrylate is provided as the matrix material.
  • the organic fluorescence marker is completely embedded in the organic matrix.
  • the matrix material can be selected depending on the additive so that it covers the aggregate after coating by liquid phase method with a thin layer.
  • a further advantageous embodiment of the method provides that is provided as an aggregate Pölyesterpulver.
  • boron nitride bentonite or the like can be used.
  • the figure shows a schematic flow diagram of the method according to the invention.
  • the fluorescent marker and the matrix are converted into solutions 1A and 2A by addition of suitable solvents.
  • solutions 1A and 2A are mixed.
  • an additive 3 is provided, in the present embodiment, polyester powder.
  • the polyester powder is coated in a liquid phase method 4 with the embedded in the matrix fluorescent marker.
  • the matrix covers the aggregate with a thin layer.
  • the fluorescent marker is firmly bound to the additive 5 and can be added to a multicomponent powder for thermal spraying.

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Abstract

Ein Verfahren zum Beschichten eines Zuschlagstoffes, insbesondere für ein thermisches Spritzverfahren, mit einem Fluoreszenzmarker, weist folgende Schritte auf: Bereitstellen eines Fluöreszenzmarkers; Zugabe eines Lösungsmittels zum Fluoreszenzmarker; Mischen des Fluoreszenzmarkers mit einer in gelöster Form vorliegenden Matrix; Bereitstellen eines Zuschlagstoffs; Beschichten des Zuschlagstoffes mit der Mischung aus Matrix und Fluoreszenzmarker. Hierdurch werden die Nachteile des Standes der Technik vermieden und eine verbesserte Lösung zur Aufbringen von Fluoreszenzmarkern auf einen Zuschlagstoff zur Verfügung gestellt. Dabei können insbesondere kleinere Mengen eines Zuschlagstoff einfach und kostengünstig mit Fluoreszenziüarkern versehen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Zuschlagstoffes mit einem Fluoreszenzmärker, wobei der Zuschlagstoff beispielsweise Teil eines Multikomponentenpulvers zum thermischen Spritzen ist
  • Bei der Beschichtung von Werkstücken mit einem thermischen Spritzverfahren kommt der Qualitätskontrolle der sich einstellenden Beschichtung eine wichtige Rolle zu. Nur dann, wenn die Beschichtung vorgegebene Qualitätskriterien erfüllt, kann das beschichtete Werkstück die Qualitätskontrolle passieren und gegebenenfalls weiterverarbeitet werden. Da die Zuschlagstoffe, die zur Bereitstellung von zum Beispiel einer porösen Beschichtung zusammen mit dem Beschichtungswerkstoff auf das Werkstück aufgetragen werden, im Wege einer Online-Qualitätskontrolle nicht erfasst bzw. detektiert werden können, werden nach dem Stand der Technik zur Qualitätskontrolle zerstörende Prüfmethoden stichprobenartig eingesetzt. Eine das Werkstück zerstörende Qualitätskontrolle ist zum einen kosten- und zeitintensiv, zum anderen können nur stichprobenartige Kontrollen durchgeführt werden.
  • Hier schafft die DE 10 2004 059 549 A1 Abhilfe. Im Sinne dieser Offenbarung wird beim thermischen Spritzen ein Zuschlagwerkstoff verwendet, in dem bzw. auf dem ein fluoreszierender Markerwerkstoff festgebunden ist. Beim thermischen Spritzen werden sowohl die Partikel des Beschichtungswerkstoffs als auch die Partikel des Markerwerkstoffs, der in dem bzw. auf dem Zuschlagwerkstoff fest gebunden ist, zum Leuchten angeregt, so dass die in dem Spritzstrahl bzw. Partikelstrahl enthaltenen Partikel des Beschichtungswerkstoffs und die Partikel des Markerwerkstoffs im Sinne einer Online-Überwachung erfasst und ausgewertet werden können. Die Anregung des fluoreszierenden Markerwerkstoffs sowie des Beschichtungswerkstoffs kann zum Beispiel über den Plasmastrahl erfolgen. Alternativ kann die Anregung über eine Laserquelle bewerkstelligt werden, welche die Partikel zum Leuchten anregt.
  • Nachteilig bei dem zitierten Stand der Technik ist jedoch, dass der fluoreszierende Markerfarbstöff in den Zuschlagstoff eindiffundiert wird. Hierdurch ist das Einbringen von Markern in den Zuschlagstoff nur in Kooperation mit den Pulverherstellern solcher Zuschlagstoffe möglich. Dies ist teuer und erfordert entsprechend große Abnahmemengen an Zuschlagstoff.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Lösungen des Standes der Technik zu vermeiden und eine verbesserte Lösung zur Aufbringen von Fluoreszenzmarkern auf einen Zuschlagstoff zur Verfügung zu stellen. Dabei sollen insbesondere kleinere Mengen eines Zuschlagstoff einfach und kostengünstig mit Fluoreszenzmarkern versehen werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten eines Zuschlagstoffes mit einem Fluoreszenzmarker, wobei der Zuschlagstoff beispielsweise Teil eines Multikomponentenpulvers zum thermischen Spritzen ist, weist folgende Schritte auf:
    • Bereitstellen eines Fluöreszenzmarkers;
    • Zugabe eines Lösungsmittels zum Fluoreszenzmarker;
    • Mischen des Fluoreszenzmarkers mit einer ungelöster Form vorliegenden Matrix;
    • Bereitstellen eines Zuschlagstoffs;
    • Beschichten des Zuschlagstoffes mit der Mischung aus Matrix und Fluoreszenzmarker.
  • Hierdurch werden die Nachteile des Standes der Technik vermieden und eine verbesserte Lösung zur Aufbringen von Fluoreszenzmarkern auf einen Zuschlagstoff zur Verfügung gestellt. Dabei können insbesondere kleinere Mengen eines Zuschlagstoff einfach und kostengünstig mit Fluoreszenzmarkern versehen werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Beschichten des Zuschlagstoffes durch ein Flüssigphasenverfahren erfolgt. Dabei verdampft das in dem organischen Matrixwerkstoff enthaltene Lösungsmittel nach Auftragen der den Fluoreszenzmarker enthaltenden Matrix auf dem Zuschlagstoff. Hierdurch wird eine vollständige Fluoreszenzbeschichtung geschaffen, die mit den einzelnen Pulverpartikeln des Zuschlagstoffs verbunden ist. Alternativ kann beispielsweise auch ein Gasphasenverfahren zur Beschichtung des Zuschlagstoffs Verwendung finden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Fluoreszenzmarker Rhodamin 6G vorgesehen ist. Allerdings können auch andere geeignete Laser-Fluoreszenzfarbstoffe wie beispielsweise Oxazine oder Carbocyanide, die Energie innerhalb weniger Nanosekunden abgeben können, zur Anwendung kommen. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das emittierte Licht leicht rot verschoben ist, da dies mit Hilfe von empfindlichen Detektoren gut erkannt werden kann. Die charakteristische Emissionswellenlänge kann dabei vorteilhafterweise zwischen 350 nm und 600 nm liegen.
  • Noch eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Matrixwerkstoff ein organisches Harz oder ein Cyanacrylat vorgesehen ist. Der organische Fluoreszenzmarker wird dabei vollständig in die organischen Matrix eingebettet. Der Matrixwerkstoff kann dabei je nach Zuschlagstoff so ausgewählt werden, dass er den Zuschlagstoff nach Beschichtung mittels Flüssigphasenverfahren mit einer dünnen Schicht überzieht.
  • Schließlich sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens vor, dass als Zuschlagstoff Pölyesterpulver vorgesehen ist. Je nach gewünschter Wirkung und Anwendung des Zuschlagstoffs können aber auch Bornitrid, Bentonit oder ähnliche zur Anwendung kommen.
  • Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt.
  • Die Figur zeigt ein schematisches Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im ersten Verfahrensschritt werden ein Fluoreszenzmarker 1, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Rhodamin 6G sowie eine geeignete Matrix 2, z.B. ein zunächst festes, organisches Harz, bereitgestellt.
  • Im zweiten Verfahrensschritt werden der Fluoreszenzmarker und die Matrix durch Zugabe geeigneter Lösungsmittel in Lösungen 1A und 2A überführt.
  • Im dritten Verfahrensschritt werden die Lösungen 1A und 2A gemischt.
  • Im nächsten Verfahrensschritt wird ein Zuschlagstoff 3 bereitgestellt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Polyesterpulver.
  • Im weiteren Verfahrensschritt wird das Polyesterpulver in einem Flüssigphasenverfahren 4 mit dem in der Matrix eingebetteten Fluoreszenzmarker beschichtet. Dabei überzieht die Matrix den Zuschlagstoff mit einer dünnen Schicht.
  • Im letzten Schritt ist der Fluoreszenzmarker nach Verdunsten des im Matrixwerkstoff enthaltenen Lösungsmittels fest mit dem Zuschlagstoff 5 verbunden und kann einem Multikomponentenpulver zum thermischen Spritzen hinzugefügt werden.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der in den Patentansprüchen beanspruchten Lösung auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Beschichten eines Zuschlagstoffes, insbesondere für ein thermisches Spritzverfahren, mit einem Fluoreszenzmarker, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    - Bereitstellen eines Fluoreszenzmarkers;
    - Zugabe eines Lösungsmittels zum Fluoreszenzmarker;
    - Mischen des Fluoreszenzmarkers mit einer in gelöster Form vorliegenden Matrix;
    - Bereitstellen eines Zuschlagstoffs;
    - Beschichten des Zuschlagstoffes mit der Mischung aus Matrix und Fluoreszenzmarker.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten des Zuschlagstoffes durch ein Flüssigphasenverfahren erfolgt.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluoreszenzmarker Rhodamin 6G vorgesehen ist.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrixwerkstoff ein organisches Harz oder ein Cyanacrylat vorgesehen ist.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuschlagstoff Polyesterpulver vorgesehen ist.
EP08005537A 2007-04-04 2008-03-25 Verfahren zum Beschichten eines Zuschlagstoffes mit einem Fluoreszenzmarker Withdrawn EP1978125A3 (de)

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