EP2089558A2 - Verfahren zum ermitteln des anteils an polyester in einem multikomponentenpulver bei einem thermischen spritzen, verfahren zum beschichten oder ausbessern eines gegenstands mittels thermischen spritzens und vorrichtung zum thermischen spritzen - Google Patents

Verfahren zum ermitteln des anteils an polyester in einem multikomponentenpulver bei einem thermischen spritzen, verfahren zum beschichten oder ausbessern eines gegenstands mittels thermischen spritzens und vorrichtung zum thermischen spritzen

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EP2089558A2
EP2089558A2 EP07817762A EP07817762A EP2089558A2 EP 2089558 A2 EP2089558 A2 EP 2089558A2 EP 07817762 A EP07817762 A EP 07817762A EP 07817762 A EP07817762 A EP 07817762A EP 2089558 A2 EP2089558 A2 EP 2089558A2
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EP
European Patent Office
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polyester
thermal spraying
multicomponent powder
multicomponent
powder
Prior art date
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Withdrawn
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EP07817762A
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Andreas Jakimov
Manuel Hertter
Andreas KÄHNY
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MTU Aero Engines AG
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MTU Aero Engines GmbH
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Publication date
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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
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    • G01N21/73—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using plasma burners or torches

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the proportion of polyester in a multicomponent powder in a thermal spraying, in which the multicomponent powder is used as starting material, which represents the material for the layer to be applied in a coating of an article.
  • the invention also relates to a method for coating or repairing an article by means of thermal spraying and to a device for thermal spraying.
  • thermal spraying encompasses completely different spraying methods, such as plasma spraying, arc spraying, laser spraying and flame spraying. Details on different spraying processes can be found in the DIN 32530 and the homepage of the Community of Thermal Spraying (GTS), which was launched on October 25, 2006 at www.gts-ev.de.
  • GTS Community of Thermal Spraying
  • thermal spraying The various spraying methods which fall under the term of thermal spraying have in common that a material to be applied to an object is fed to a device for thermal spraying, and that it is supplied there with thermal and kinetic energy. With the help of a carrier, it is guided to where it should deposit as a layer.
  • the carrier is usually a gas which may also be ionized, namely in plasma spraying.
  • Thermal spraying can be used on a variety of materials to be applied as a layer.
  • a multicomponent powder which consists of the actual coating powder and a binder, and the polyester is added.
  • the polyester provides a desired porosity of the applied layer after it has burned out. It can also influence the abrasive properties of the layer - which is in particular an inlet lining - in a desirable manner.
  • the polyester becomes an essential component of the multicomponent powder.
  • the object is achieved by a method according to claim 1, a method according to claim 6 and a device according to claim 11.
  • the multicomponent powder also comprises the coating material in addition to the polyester.
  • the multicomponent powder preferably also comprises binders and possibly further additives.
  • At least one measured value for the intensity of the light emitted by the entirety of carrier and multicomponent powder material on the way to the object is detected at least in the region of a characteristic emission wavelength of polyester.
  • a characteristic emission wavelength is known to be a wavelength at which energy is preferably emitted, and which in the E spectrum of mission can be seen by clear increase in intensity compared to the ground. From the totality of the measured values, a parameter is derived. Based on a previously established (for example empirically) relationship between the parameter and the polyester content can then be determined from the characteristic of the proportion of polyester as desired.
  • the invention makes use of the fact that the emission spectrum in the region of a characteristic emission wavelength of polyester is sensitive to the polyester content in the starting material (ie the multicomponent powder).
  • the material other than the polyester can also be taken into account.
  • measured values for the intensity are also recorded in at least one further predetermined wave range which does not overlap with this wave range around a characteristic emission wavelength of a material other than polyester of the multicomponent powder.
  • the parameter can then be formed as a relative variable.
  • the relative size of, for example, a relative size between a first 'are formed over the first wavelength range extending integral and a second extending over all other wavelength ranges integral.
  • a range between 370 nm and 392 nm is suitable as the first predetermined wavelength range. Preferably, this is further limited to the range of 376 nm to 390 nm.
  • the multicomponent powder comprises the actual coating material, ie the material or materials (individually or pre-alloyed) from which the layer ultimately exists.
  • a binder or other materials may be included.
  • two outstanding emission peaks in the range of 392 nm to 400 nm, which can be defined as a further predetermined wavelength range, and are preferably applied to the internal tervall is limited from 393 nm to 398.5 nm. It is also possible to define two further predetermined wavelength ranges, each around one of the peaks, for example from 393.3 nm to 395, 3 nm and from 396.1 nm to 398.5 nm.
  • the measured values are sufficient for the intensity of the measured values determined by the totality of carrier and multicomponent powder material. If one wants to refine the definition of the parameter, then one should only consider the proportion of the multicomponent powder in the emission spectrum. In order to be able to do this, measured values for the intensity of the light emitted by the carrier alone in the absence of multicomponent powder material can be recorded as part of a preliminary measurement at all wavelengths at which measured values are to be used, which are to be used for the formation of the parameter. The difference between the intensities of the two measurement series (measurement curves) is then formed, ie with and without multicomponent powder material, and this difference can be used to form the characteristic. In the case of the above-mentioned first and further wavelength ranges, the characteristic variable can be determined as a relative size between two integrals via the difference curve.
  • the thermal spraying is a plasma spraying
  • a measurement curve in which the plasma is generated, but this is no multicomponent powder is fed ver, and recorded another time a curve in normal operation.
  • the fact that the invention provides for the first time the possibility of determining the polyester content in the multicomponent powder material during the thermal spraying also makes possible a method according to the invention for coating or repairing an article by means of thermal spraying.
  • the starting material used is a multicomponent powder with polyester.
  • the polyester content of the multicomponent powder material is determined multiple times or continuously in the plasma and / or particle beam, and this proportion is regulated to a predetermined value or at least regulated so that it falls within a predetermined value range. It is possible by the inventive method, in particular those properties of the coating produced to determine exactly which are determined by the polyester, namely the porosity or the abrasive properties of the layer.
  • the control or regulation can be designed differently.
  • the composition of the multicomponent powder may be changed before being supplied to a thermal spraying device. It is also possible to choose a solid powder composition and control the proportion of polyester over the spray parameters, e.g. Spray distance, gas flows, etc. to regulate.
  • the multicomponent powder is prepared beforehand, and the composition of the material reaching the object to be coated is merely changed in the apparatus for thermal spraying by means of these so-called indirect parameters.
  • the multicomponent powder is mixed separately from a device for thermal spraying in a mixing device before being fed to the device for thermal spraying from at least the constituents polyester and Be Anlagenungsmateri- al, possibly even binders or other additives.
  • the mixing device the generation of the multicomponent powder is regulated. Mechanically, this is a simple solution because the thermal spraying device need not be changed, but the solution is expensive since the multicomponent powder can not be mixed in advance.
  • a device for thermal spraying is used, which is fed from a previously filled container of coating material, polyester and possibly binder and further additives existing multicomponent powder.
  • the ratio between polyester and the remaining components of the multicomponent powder is fixed before splashing.
  • Changing the spray parameters controls how much of the polyester occurs on the surface to be coated.
  • a typical article that can be coated using the method of the invention is a turbine or engine part to which, in particular, an inlet lining is applied.
  • plasma spraying is particularly suitable.
  • the emission of the plasma alone is particularly easy to measure beforehand so that later measured intensity values can be related to the previously measured curve.
  • the device according to the invention for thermal spraying allows the method according to the above-mentioned first alternative. It comprises a first supply device for a first component of the multicomponent powder and a second supply device for a further component of the multicomponent powder.
  • the material supplied from the two feeders is mixed at a location chosen so that, during operation of the apparatus, the materials from the two feeders mix before impacting an article to be coated by thermal spraying.
  • the two feeders are designed so that the material is merged where it is heated.
  • a nozzle is already used which steers the powder, for example, into a hot gas stream, where it melts, and a second nozzle can then simply be provided as a second supply device, which then contains powder which is only one component of the multicomponent powder includes, in particular polyester powder, also in the heated gas stream can conduct.
  • control is, as already mentioned, preferably by means of the method according to claim 1.
  • at least one of the supply means is controlled by a control device which evaluates signals of an optical spectrometer (based on that from the apparatus for directed thermal spraying and light emitting beam is directed).
  • the starting material used was a multicomponent powder which comprises the actual coating powder, a binder and, as an additive, polyester powder.
  • a stream of ionized gas (a plasma) is generated, which serves as a carrier for a coating material, in the present case for the multicomponent powder material.
  • the multicomponent powder is injected into the flowing plasma, melts there, and the molten multicomponent powder is carried by the gas flow to the article to be coated.
  • an optical spectrometer is now provided which is aimed at the beam emerging from the device before it impacts the article.
  • a first spectrum is first recorded, which emits the plasma when multicomponent powder is not supplied. This spectrum is designated 10 in the figure.
  • the multicomponent powder is supplied and recorded a second spectrum. This spectrum is designated 12 in the figure.
  • a first wavelength range 14 and a second wavelength range 16 can now be defined in which the spectrum curve is above the spectrum curve 10 in each case, ie wavelength ranges in which the emitted intensity with multicomponent powder is higher than without multicomponent powder.
  • the first wavelength range 14 extends from 376.3 nm to 389.8 nm.
  • several peaks are visible in the wavelength range 14, which correspond to characteristic emission wavelengths of polyester and binder.
  • the increase in the curve 12 with respect to the curve 10 is thus due to the polyester and the binder.
  • the second wavelength range 16 extends from 393.3 nm to 398.5 nm.
  • the statement below regarding integrals over the second wavelength range 16 then applies to the sum of integrals over the divided wavelength range.
  • the wavelength range 16 two peaks can be seen in the curve 12, which are not present in the curve 10. These two peaks are due to the binder.
  • the proportion of polyester in the multicomponent powder can now be determined from the area 18 between the curve 12 and the curve 10 in the wavelength range 14 on the one hand and the area 20 between the curve 12 and the curve 10 in the wavelength range 16.
  • the areas 18 and 20 are calculable as integrals of the difference in intensity from the curve 12 to the intensity from the curve 10 over the wavelength range 14 and 16, respectively.
  • the ratio of these integrals forms a characteristic over which the proportion of polyester in the multicomponent powder can be determined.
  • the actual percentage of polyester in the multicomponent powder can then be determined in the short term on the basis of the integral formation in both spectra 10 and 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Anteils an Polyester in einem MuItikomponentenpulver bei einem thermischen Spritzen, bei dem das Multikomponentenpulver erhitzt wird und mithilfe eines Trägers zu einem Gegenstand geführt wird, auf dem es eine Schicht bildet, bei dem zumindest ein Messwert (10, 12) zur Intensität des von der Gesamtheit von Träger und Multikomponentenpulvermaterial auf dem Weg zu dem Gegenstand emittierten Lichts zumindest im Bereich einer charakteristischen Emissionswellenlänge von Polyester erfasst wird, aus der Gesamtheit der Messwerte eine Kenngröße abgeleitet wird und aufgrund einer zuvor festgelegten Beziehung zwischen der Kenngröße und dem Polyesteranteil der zu ermittelnde Anteil an Polyester bestimmt wird.

Description

Verfaliren zum Ermitteln des Anteils an Polyester in einem Multikomponentenpulver bei einem thermischen Spritzen, Verfahren zum Beschichten oder Ausbessern eines
Gegenstands mittels thermischen Spritzens und Vorrichtung zum thermischen Spritzen
Verfahren zum Ermitteln des Anteils an Polyester in einem Multikomponentenpulver bei einem thermischen Spritzen, Verfahren zum Beschichten oder Ausbessern eines Gegenstands mittels thermischen Spritzens und Vorrichtung zum thermischen Spritzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Anteils an Polyester in einem Multikomponentenpulver bei einem thermischen Spritzen, bei dem das Multikomponentenpulver als Ausgangsmaterial verwendet wird, das bei einer Beschichtung eines Gegenstands das Material für die aufzubringende Schicht darstellt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Beschichten oder Ausbessern eines Gegenstands mittels thermischen Spritzen sowie eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen.
Unter dem Begriff des thermischen Spritzens sind völlig unterschiedliche Spritzverfahren zusammengefasst, wie beispielsweise Plasmaspritzen, Lichtbogenspritzen, Laserspritzen und Flammspritzen. Details zu unterschiedlichen Spritzverfahren können der DIN 32530 sowie der Homepage der Gemeinschaft Thermisches Spritzen (GTS) entnommen werden, welche am 25. Oktober 2006 unter www.gts-ev.de aufgerufen werden konnte.
Den unterschiedlichen Spritzverfahren, die unter den Begriff des thermischen Spritzens fallen, ist gemeinsam, dass ein auf einen Gegenstand aufzubringendes Material einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen zugeführt wird, und dass ihm dort thermische und kinetische Energie zugeführt wird. Mithilfe eines Trägers wird es dorthin geführt, wo es sich als Schicht ablagern soll. Der Träger ist üblicherweise ein Gas, das auch ionisiert sein kann, nämlich beim Plasmaspritzen.
Thermisches Spritzen kann bei einer Vielzahl von als Schicht aufzubringenden Materialien verwendet werden. Bei der Beschichtung oder auch der Ausbesserung von Turbinen- und Triebwerksteilen, die in einem Flugtriebwerk verwendet wird, hat es sich bewährt, ein Multikomponentenpulver zu verwenden, das aus dem eigentlichen Beschichtungspulver und einem Bindemittel besteht, und dem Polyester zugegeben ist. Das Polyester sorgt nach seinem Ausbrennen für eine gewünschte Porosität der aufgebrachten Schicht. Es kann auch die abrasiven Eigenschaften der Schicht - bei der es sich insbesondere um einen Einlauf belag handelt - in wünschenswerter Art und Weise beeinflussen.
Das Polyester wird dadurch zu einer wesentlichen Komponente des Multikomponentenpul- vers. Leider ist es bisher nicht möglich, während des Vorgangs des thermischen Spritzens den Anteil des Polyesters in dem aufgebrachten Material, das eingangs als Multikomponentenpulver bereitgestellt wird, zu ermitteln. Das Ermitteln des Anteils an Polyester in einem Multikomponentenpulver ist insbesondere deswegen wünschenswert, damit eine Steuerung oder Regelung ermöglicht wird.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, erstmals ein Verfahren zum Ermitteln des Anteils an Polyester in einem Multikomponentenpulver bei einem thermischen Spritzen bereitzustellen und somit einen Weg aufzuzeigen, wie eine Regelung bzw. Steuerung ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren gemäß Patentanspruch 6 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
Dabei umfasst das Multikomponentenpulver neben dem Polyester auch noch das Beschich- tungsmaterial. Bevorzugt umfasst das Multikomponentenpulver auch Binder und evtl. weitere Zusätze.
Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren zum Ermitteln des Anteils an Polyester in einem Multikomponentenpulver bei einem thermischen Spritzen zumindest ein Messwert zur Intensität des von der Gesamtheit von Träger und Multikomponentenpulvermaterial auf dem Weg zu dem Gegenstand emittierten Lichts zumindest im Bereich einer charakteristischen Emissionswellenlänge von Polyester erfasst. Eine charakteristische Emissionswellenlänge ist bekanntlich eine Wellenlänge, bei der bevorzugt Energie emittiert wird, und die im E- missionsspektrum durch klare Intensitätserhöhung gegenüber dem Untergrund erkennbar ist. Aus der Gesamtheit der Messwerte wird nun eine Kenngröße abgeleitet. Aufgrund einer zuvor (zum Beispiel empirisch) festgelegten Beziehung zwischen der Kenngröße und dem Polyesteranteil kann dann aus der Kenngröße der Anteil an Polyester wie gewünscht ermittelt werden.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, dass das Emissionsspektrum im Bereich einer charakteristischen Emissionswellenlänge von Polyester empfindlich von dem Polyesteranteil in dem Ausgangsmaterial (also dem Multikomponentenpulver) abhängig ist.
Zur Steigerung hiervon kann auch das von dem Polyester verschiedene Material berücksichtigt werden. Es werden dann zusätzlich zu dem bereits genannten ersten vorbestimmten Wellenlängenbereich um eine charakteristische Emissionswellenlänge von Polyester auch in zumindest einem sich mit diesem Wellenbereich nicht überschneidenden weiteren vorbestimmten Wellenbereich um eine charakteristische Emissionswellenlänge eines von Polyester verschiedenen Materials des Multikomponentenpulvers Messwerte zur Intensität aufgenommen. Anhand dieser Messwerte kann die Kenngröße dann als Relativgröße gebildet werden. Die Relativgröße kann beispielsweise eine Relativgröße zwischen einem ersten ' sich über den ersten Wellenlängenbereich erstreckenden Integral und einem zweiten sich über alle weiteren Wellenlängenbereiche erstreckenden Integral gebildet werden.
Es hat sich ergeben, dass sich als erster vorbestimmter Wellenlängenbereich ein Bereich zwischen 370 nm und 392 nm eignet. Bevorzugt wird dieser weiter auf den Bereich von 376 nm bis 390 nm eingeschränkt.
Das Multikomponentenpulver umfasst neben dem Polyester das eigentliche Beschich- tungsmaterial, also das Material oder die Materialien (einzeln oder vorlegiert), aus dem/denen die Schicht letztendlich besteht. Zusätzlich können auch ein Binder oder weitere Materialien enthalten sein. Bei einem typischerweise verwendeten Bindemittel zeigen sich zwei herausragende Emissionspeaks im Bereich von 392 nm bis 400 nm, der als weiterer vorbestimmter Wellenlängenbereich definiert werden kann und bevorzugt auf das In- tervall von 393 nm bis 398,5 nm eingeschränkt wird. Es können auch gleich zwei weitere vorbestimmte Wellenlängenbereiche definiert werden, jeweils um einen der Peaks herum, zum Beispiel von 393,3 nm bis 395, 3 nm und von 396,1 nm bis 398,5 nm.
Für eine grobe Bestimmung einer Relativgröße genügen die Messwerte zur Intensität der von der Gesamtheit von Träger und Multikomponentenpulvermaterial ermittelten Messwerte. Möchte man die Definition der Kenngröße verfeinern, dann sollte man nur den Anteil des Multikomponentenpulvers am Emissionsspektrum berücksichtigen. Um dies zu können, können im Rahmen einer Vorabmessung zu allen Wellenlängen, zu denen Messwerte erfasst werden, welche für die Bildung der Kenngröße verwendet werden sollen, auch Messwerte zur Intensität des von dem Träger allein bei Abwesenheit von Multikomponentenpulvermaterial emittierten Lichts aufgenommen werden. Es wird dann die Differenz der Intensitäten aus den beiden Messserien (Messkurven) gebildet, also mit und ohne Multikomponentenpulvermaterial, und diese Differenz kann zur Bildung der Kenngröße verwendet werden. Im Falle der oben genannten ersten und weiteren Wellenlängenbereiche kann die Kenngröße als Relativgröße zwischen zwei Integralen über die Differenzkurve ermittelt werden.
Im Falle, dass das thermische Spritzen ein Plasmaspritzen ist, wird einmal eine Messkurve aufgenommen, bei der das Plasma erzeugt wird, diesem aber kein Multikomponentenpul- ver zugeführt wird, und ein andermal eine Messkurve im üblichen Betrieb aufgenommen.
Die Tatsache, dass durch die Erfindung erstmals die Möglichkeit bereitgestellt wird, während des thermischen Spritzens den Polyesteranteil in dem Multikomponentenpulvermaterial zu ermitteln, ermöglicht auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Beschichten oder Ausbessern eines Gegenstands mittels thermischen Spritzens. Es wird als Ausgangsmaterial ein Multikomponentenpulver mit Polyester verwendet. Während des thermischen Spritzens wird der Polyesteranteil des Multikomponentenpulvermaterials mehrfach oder ständig im Plasma- und/oder Partikelstrahl ermittelt, und dieser Anteil wird auf einen vorbestimmten Wert geregelt oder zumindest so geregelt, dass er in einen vorbestimmten Wertebereich fällt. Es ist durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, insbesondere diejenigen Eigenschaften der erzeugten Beschichtung genau festzulegen, welche durch das Polyester bestimmt werden, nämlich die Porosität oder die abrasiven Eigenschaften der Schicht.
Die Steuerung bzw. Regelung kann hierbei unterschiedlich gestaltet werden. Es kann das Multikomponentenpulver in seiner Zusammensetzung geändert werden, bevor es einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen zugeführt wird. Es ist auch möglich eine feste Pulverzusammensetzung zu wählen und den Polyesteranteil über die Spritzparameter, wie z.B. Spritzabstand, Gasflüsse, usw. zu regeln. Hierbei wird vorab das Multikomponentenpulver hergestellt und lediglich in der Vorrichtung zum thermischen Spritzen die Zusammensetzung des auf den zu beschichtenden Gegenstand gelangenden Materials über diese so genannten indirekten Parameter noch geändert.
Im ersten Fall wird das Multikomponentenpulver getrennt von einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen in einer Mischvorrichtung vor einer Zufuhr zur Vorrichtung zum thermischen Spritzen aus zumindest den Bestandteilen Polyester und Beschichtungsmateri- al, eventuell noch Binder oder weitere Zusätze gemischt. In der Mischvorrichtung wird die Erzeugung des Multikomponentenpulvers dabei geregelt. Mechanisch stellt dies eine einfache Lösung dar, weil die Vorrichtung zum thermischen Spritzen nicht geändert werden muss, die Lösung ist aber aufwändig, da das Multikomponentenpulver nicht vorab gemischt werden kann.
Bei der zweiten Alternative wird eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen verwendet, der aus einem zuvor gefüllten Behälter aus Beschichtungsmaterial, Polyester und eventuell Binder und weiteren Zusätzen bestehenden Multikomponentenpulver ebensolches zugeführt wird. Das Verhältnis zwischen Polyester und den restlichen Bestandteilen des Multikomponentenpulvers ist dabei vor dem Verspritzen fix. Durch die Änderung der Spritzparameter wird geregelt, wieviel des Polyesters auf der zu beschichtenden Oberfläche auftritt. Ein typischer Gegenstand, der mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens beschichtet werden kann, ist ein Turbinen- oder Triebwerksteil, auf das insbesondere ein Einlaufbelag aufgebracht wird. Wie bereits erwähnt, ist besonders das Plasmaspritzen geeignet. Zum Beispiel ist die Emission des Plasmas allein vorab besonders gut messbar, so dass später gemessene Intensitätswerte auf die vorab gemessene Kurve bezogen werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum thermischen Spritzen ermöglicht das Verfahren gemäß der oben genannten ersten Alternative. Sie umfasst eine erste Zufuhreinrichtung für einen ersten Bestandteil des Multikomponentenpulvers und eine zweite Zufuhreinrichtung für einen weiteren Bestandteil des Multikomponentenpulvers. Das aus den beiden Zufuhreinrichtungen zugeführte Material wird an einer Stelle gemischt, die so gewählt ist, dass sich beim Betrieb der Vorrichtung die Materialien aus den beiden Zufuhreinrichtungen mischen, bevor sie auf einen mithilfe des thermischen Spritzens zu beschichtenden Gegenstand auftreffen. Beispielsweise werden die beiden Zufuhreinrichtungen so ausgelegt, dass das Material jeweils dort zusammengeführt wird, wo es erhitzt wird. So wird beim thermischen Spritzen bisher bereits eine Düse verwendet, die das Pulver zum Beispiel in einen heißen Gasstrom lenkt, wo es schmilzt, und es kann als zweite Zufuhreinrichtung dann einfach eine zweite Düse bereitgestellt werden, welche dann Pulver, das nur einen Bestandteil des Multikomponentenpulvers umfasst, insbesondere Polyesterpulver, ebenfalls in den erhitzten Gasstrom leiten kann.
Die Regelung erfolgt, wie bereits erwähnt, bevorzugt mithilfe des Verfahrens nach Patentanspruch 1. Somit wird zumindest eine der Zufuhreinrichtungen (und zwar bevorzugt natürlich die zweite Zufuhreinrichtung) von einer Regeleinrichtung gesteuert, die Signale eines optischen Spektrometers auswertet (das auf den aus der Vorrichtung zum thermischen Spritzen austretenden und lichtemittierenden Strahl gerichtet ist).
Nachfolgend wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, welche einen Ausschnitt aus zwei überlagert dargestellten E- missionsspektren zeigt, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgenommen und ausgewertet werden. Beim Plasmaspritzen werde als Ausgangsmaterial ein Multikomponentenpulver verwendet, das das eigentliche Beschichtungspulver, ein Bindemittel und als Zusatz Polyesterpulver umfasst. Beim Plasmaspritzen wird ein Strom ionisierten Gases (ein Plasma) erzeugt, das als Träger für ein Beschichtungsmaterial dient, vorliegend also für das Multikomponenten- pulvermaterial. In das strömende Plasma wird das Multikomponentenpulver eingespritzt, schmilzt dort, und das geschmolzene Multikomponentenpulver wird durch den Gasstrom zu dem zu beschichtenden Gegenstand getragen.
Zusätzlich zu einer herkömmlichen Vorrichtung zum Plasmaspritzen wird nun ein optisches Spektrometer bereitgestellt, das auf den aus der Vorrichtung austretenden Strahl gerichtet ist, bevor dieser auf den Gegenstand auftrifft. Mithilfe des optischen Spektrometers wird zunächst ein erstes Spektrum aufgenommen, das das Plasma abgibt, wenn kein Multikomponentenpulver zugeführt wird. Dieses Spektrum ist in der Figur mit 10 bezeichnet. Anschließend wird das Multikomponentenpulver zugeführt und ein zweites Spektrum aufgenommen. Dieses Spektrum ist in der Figur mit 12 bezeichnet.
Es lässt sich nun ein erster Wellenlängenbereich 14 und ein zweiter Wellenlängenbereich 16 definieren, bei denen jeweils die Spektrumskurve über der Spektrumskurve 10 liegt, also Wellenlängenbereiche, in denen die abgestrahlte Intensität mit Multikomponentenpulver höher als ohne Multikomponentenpulver ist. Der erste Wellenlängenbereich 14 erstreckt sich von 376,3 nm bis 389,8 nm. In der Kurve 12 sind im Wellenlängenbereich 14 mehrere Peaks sichtbar, die charakteristischen Emissionswellenlängen von Polyester und Bindemittel entsprechen. Die Erhöhung in der Kurve 12 gegenüber der Kurve 10 ist somit auf das Polyester und das Bindemittel zurückzuführen. Der zweite Wellenlängenbereich 16 erstreckt sich von 393,3 nm bis 398,5 nm. Es kann auch in zwei Wellenlängenbereiche von 393,3 nm bis 395,3 nm einerseits und von 396,1 nm bis 398,5 nm anderseits aufgeteilt sein, wobei das nachfolgend zu Integralen über den zweiten Wellenlängenbereich 16 Gesagte dann für die Summe von Integralen über den aufgeteilten Wellenlängenbereich gelten soll. Im Wellenlängenbereich 16 sind zwei Peaks in der Kurve 12 zu erkennen, die in der Kurve 10 nicht vorhanden sind. Diese beiden Peaks sind auf das Bindemittel zurückzuführen. Es lässt sich nun aus der Fläche 18 zwischen der Kurve 12 und der Kurve 10 im Wellenlängenbereich 14 einerseits und der Fläche 20 zwischen der Kurve 12 und der Kurve 10 im Wellenlängenbereich 16 andererseits der Anteil an Polyester in dem Multikomponenten- pulver ermitteln. Die Flächen 18 und 20 sind als Integrale der Differenz der Intensität aus der Kurve 12 zur Intensität aus der Kurve 10 über den Wellenlängenbereich 14 bzw. 16 berechenbar. Das Verhältnis aus diesen Integralen bildet eine Kenngröße über die sich der Polyesteranteil in dem Multikomponentenpulver ermitteln lässt. Während des laufenden Plasmaspritzens kann dann der aktuelle Polyesteranteil in dem Multikomponentenpulver kurzfristig anhand der Integralbildung in beiden Spektren 10 und 12 ermittelt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln des Anteils an Polyester in einem Multikomponentenpulver bei einem thermischen Spritzen, bei dem das Multikomponentenpulver erhitzt wird und mithilfe eines Trägers zu einem Gegenstand geführt wird, auf dem es eine Schicht bildet, bei dem zumindest ein Messwert (10, 12) zur Intensität des von der Gesamtheit von Träger und Multikomponentenpulvermaterial auf dem Weg zu dem Gegenstand emittierten Lichts zumindest im Bereich einer charakteristischen Emissionswellenlänge von Polyester erfasst wird, aus der Gesamtheit der Messwerte eine Kenngröße abgeleitet wird und aufgrund einer zuvor festgelegten Beziehung zwischen der Kenngröße und dem Polyesteranteil der zu ermittelnde Anteil an Polyester bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sowohl in einem ersten vorbestimmten Wellenlängenbereich (14) um eine charakteristische Emissionswellenlänge von Polyester als auch in zumindest einem sich mit diesem Wellenlängenbereich nicht überschneidenden weiteren vorbestimmten Wellenlängenbereich (16) um eine charakteristische Emissionswellenlänge eines von Polyester verschiedenen Materials des Multikomponentenpulvers Messwerte (10, 12) zur Intensität aufgenommen werden und anhand dieser Messwerte (10, 12) die Kenngröße als Relativgröße gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste vorbestimmte Wellenlängenbereich von 370 um bis 392 nm und bevorzugt von 376 nm bis 390 nm erstreckt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Multikomponentenpulver Polyester und ein Bindemittel umfasst und sich der weitere vorbestimmte Wellenlängenbereich von 392 nm bis 400 nm und bevorzugt von 393 nm bis 398,5 nm erstreckt, oder dass bei zwei weiteren vorbestimmten Wellenlän- genbereichen Messwerte aufgenommen werden, die sich von 393,3 nm bis 395,3 nm und 396,1 nm bis 398,5 nm erstrecken.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zu allen Wellenlängen, zu denen Messwerte erfasst werden, welche für die Bildung der Kenngröße verwendet werden soll, auch Messwerte (10) zur Intensität des von dem Träger alleine bei Abwesenheit von Multikomponentenpulvermaterial emittierten Lichts aufgenommen werden, und dass die Differenz der Intensitäten (10, 12), die mit und ohne Multikomponentenpulvermaterial erfasst wurden, zur Bildung der Kenngröße verwendet wird.
6. Verfahren zum Beschichten oder Ausbessern eines Gegenstands mittels thermischen
Spritzens, bei dem als Ausgangsmaterial ein Multikomponentenpulver mit Polyester verwendet wird, bei dem, vorzugsweise mithilfe des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, während des thermischen Spritzens der Polyesteranteil in dem Multikomponentenpulvermaterial mehrfach oder ständig ermittelt wird und auf einen vorbestimmten Wert oder Wertebereich geregelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem getrennt von einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen in einer Mischvorrichtung das Multikomponentenpulver aus zumindest Polyester und Beschichtungsmaterial unmittelbar vor einer Zufuhr zur Vorrichtung zum thermischen Spritzen gemischt wird und in der Mischvorrichtung eine Zuleitung von Polyester und/oder Beschichtungsmaterial bei der Erzeugung des Multikomponentenpulvers geregelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen verwendet wird, der aus einem zuvor mit Multikomponentenpulver gefüllten Behälter Multikomponentenpulver zugeführt wird, wobei der aufgebrachte Anteil an Polyester über die Spritzparameter geregelt wird.
9. Verfaliren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem ein Turbinen- oder Triebwerksteil beschichtet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem Plasmaspritzen verwendet wird.
11. Vorrichtung zum thermischen Spritzen, mit einer ersten" Zufuhreinrichtung für ein Multikomponentenpulver und mit einer zweiten Zufuhreinrichtung für einen Bestandteil des Multikomponentenpulvers, wobei das aus den beiden Zufuhreinrichtungen zugeführte Material an einer Stelle der Vorrichtung gemischt wird, die so gewählt ist, dass sich beim Betrieb der Vorrichtung die Materialien aus beiden Zufuhreinrichtungen mischen, bevor sie auf einen mithilfe des thermischen Sprit- zens zu beschichtenden Gegenstand auftreffen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zufuhreinrichtungen jeweils Material dort zusarnmenführen, wo es erhitzt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Zufuhreinrichtungen von einer Regeleinrichtung gesteuert wird, die Signale eines optischen Spektrometers auswertet.
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