JP2023517852A - 製品の表面を強化するための装置、その方法及び使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、小型の発射体の衝突を伴う機械的効果によって、又は金属箔の電気蒸着により生じるプラズマにより引き起こされる衝撃波の衝突を伴う機械的効果によって、ワークピース、特に金属のワークピースの表面を強化する方法及び装置に関し、装置は、箔ブリッジ（３４）が発射体（１００）を形成するために形成されるワークピース（１０）の表面から逸れた側面の表面上に金属箔（７１）を具備するポリマーストリップ（３２）を含み、ポリマーストリップ（３２）に位置する金属箔（７１）に隣接する２つの電極（３３）及び（６６）をさらに含み、ブリッジ（３４）は、金属箔（７１）の接触面領域（２７）間に形成され、間にプラズマが形成される電極（３３）及び（６６）は支持体（４１）に取り付けられ、支持体（４１）を通して、平坦な導体（４４）及び（４６）は、大きい電流及び高圧を高圧源（８３）と切り替えるためのスイッチ（８４）に接続され、金属箔（７１）を具備するポリマーストリップ（３２）は、電極（３３）及び（６６）とともに支持体（４１）にしっかりと当接し、電極（３３）及び（６６）は、支持体（４１）の上面の上方に突出して、付けられた金属箔（７１）の接触面領域（２７；との電気接触を提供する。本発明に係る装置を用いてワークピース（１０）の表面を強化する方法は、ワークピース（１０）の表面を強化する１つのサイクルが、導体（４４、４６；によって、スイッチ（８４）を閉じた後に高圧源（８３）から、間に高圧が印加される電極（３３、６６）に供給される電流パルスの作用を含み、それによってブリッジ（３４）の場所で、金属箔（７１）上で回路を短絡させて、膨張するプラズマを形成し、圧縮力によってポリマーストリップ（３２）に作用し、その一部が、発射体（１００）としてワークピース（１０）の表面に衝突し、電流パルスにより発生したプラズマが、膨張圧力に加えて、電流が、生成された磁場内でこのプラズマを通過することによって引き起こされる電磁ローレンツ力（２０）によっても加速されることにある。【選択図】図４、図１２

Description

本発明は、一方で、小型の発射体の衝突を伴う機械的効果によって、又は金属箔の電気蒸着により生じるプラズマにより引き起こされる衝撃波の衝突を伴う機械的効果によって、ワークピース、特に金属のワークピースの表面を強化する方法に関する。本発明は、この方法を実行するための装置をさらに含む。発射体の衝突は、ワークピースの表面層における塑性変形を誘発し、塑性変形は残留機械応力をもたらす。これらは、最終製品の機能的機械特性に著しい改善を生じさせる。本発明の一般的な応用は、特に航空宇宙業界において、及び一般的に、例えば疲労破壊によって危険にさらされる機械的に高い応力がかかる構成部品が製造される場合の工学的な生産に予定されている。

特に金属材料から作られる製造ワークピースの表面層に作用することによって、製品の機械的特性を改善するための多数の技術的な手順及び方法が知られている。これは、表面の機械的な、キャビテーション、接着、及び耐食性を高める。これらの方法は、概して、表面下に適切なレベルの圧縮残留応力及びその深度勾配を導入することによって表面層の応力を変化させる原理に基づいている。表面強化の係る方法は、例えば、ワークピース表面に衝突する発射体が加速された鋼球であるショットピーニングである。方法は非常に一般的に使用されているが、残留応力及び材料の影響を受ける深度の達成可能な値は大きくない。したがって、今日では、液体で覆われたワークピース表面に衝突する高出力レーザーによって生成される光線のビームの作用による表面強化などのより高度な方法が導入されている。この高出力光ビームの短い照射は、ワークピース表面に、材料を強化させる衝撃変形波を生じさせる。このような新しい技術は、航空機及びロケットエンジン、宇宙装置構造、蒸気タービンブレード、高性能ポンプインペラ、原子炉容器、及びさらに多くのものなどの危険なほどに応力がかかるパーツの耐用年数を延ばす多大な可能性を有している。

上述の高度レーザー技術は産業ですでに使用されているが、そのより広範な使用は、非常に高い投資費用及び運転費用によって妨げられている。レーザー表面強化に費やされるこれらの費用は、多くの場合、製品全体の価格の多大な割合を占める。また、処理される表面に対する直接的な光学アクセスの必要性、及び表面を液体の層で覆う必要性など、いくつかの複雑さを克服することも必要である。

ワークピース表面に作用することによってワークピースの機械的特性を改善するこれまで既知の技術にまつわる上述の問題は、特にポリマーストリップの形をとるポリマー材料から作られる発射体が、ワークピースの表面に向けられ、表面に衝突することを許されるプロセスによって特徴付けられる、本発明に従って発射体の衝突及び関連付けられた残留応力の表面層への導入によりワークピースの表面を強化する方法によって排除され、金属箔は、ポリマーストリップに前もって適用され、電流パルスはコンデンサの放電により導入され、パルスは、パルスが金属箔を融解させ、それを蒸発させ、続いてそれを膨張するプラズマに変えるほど十分に大きく、プラズマは、少なくとも部分的にその膨張圧力によって、処理されているワークピースの表面とは逆方向に該発射体を加速する。

本発明によれば、本発明に係るプロセスを実施することも都合がよく、本発明の本質は、電流パルスにより発生したプラズマが、膨張圧力に加え、電流が、生成された磁場内でこのプラズマを通過することにより引き起こされる電磁ローレンツ力によって加速されることである。

本発明によれば、本発明に係るプロセスを実施することも都合がよく、本発明の本質は、発射体がノズル内部のチャネルを通るワークピース表面の方向で誘導されることである。

本発明によれば、本発明に係るプロセスを実施することも都合がよく、本発明の本質は、ワークピース表面の強化が、周期的に繰り返される機能サイクルで実行されることであり、各サイクルの始まりに、特にストリップの形をとるポリマー物体がポリマーストリップ上の金属箔内に前もって形成され、金属箔を局所的に狭めることにより作成されたブリッジ間の１つの間隔距離分、その長さの方向に変位され、次にこのストリップの移動は、放電によりプラズマを作成するためにサイクルの残りの間停止される。

特に、この方法を実施するために本発明に係る装置を使用することは都合がよく、本発明の本質は、ワークピースの表面に対して、特にポリマーストリップの形をとるポリマー物体が配置されることであり、ワークピースの表面から逸れた側面にあるポリマーストリップの表面にブリッジを有する金属箔があり、この金属箔は２つの電極と電気的に接触しており、一方では第１の電極によって、及び第１の電極の隣では、特にポリマーストリップの長さの方向で第２の電極によって、その間にブリッジがあり、２つの電極のそれぞれは導電体であり、第１の電極は第１の導体を有し、第２の電極は第２の導体を有し、２つのコンデンサ電極プレートの一方は誘電体の対向する側にあり、これらの導体は接続されており、胴体の一方はスイッチを介して高圧源の出力に接続されている。

この方法が、本発明に係る装置で実施されることも便利であり、本発明の本質は、ワークピースの表面と金属箔の反対の部分との間にノズルが配置され、その口がワークピースの表面に対して向けられ、その内側チャネルがポリマー物体の表面に対して向けられ、ポリマー物体が、おもに変位機構のアクティブな部分を通過するポリマーストリップの形状を有することである。

この方法が、本発明に係る装置で実施されることも便利であり、本発明の本質は、スイッチが、火花間隙入力、火花間隙出力、及び火花間隙入力と火花間隙出力との間の空隙を含むことである。

この方法が、本発明に係る装置で実施されることも便利であり、本発明の本質は、導電体が、幅が厚さよりも大きい平坦な形状であることである。必要とされる機械的応力を金属物体の表面層に伝達するために、ワークピース表面で材料の塑性変形を引き起こすほど十分に強力な衝撃波が発生する。これを行うためには、非常に高い圧縮力を達成することが必要である。これに必要とされるエネルギーは、最初にコンデンサ内に徐々に蓄積され、コンデンサの放電後に、エネルギーは、数十ナノ秒で導電性箔ブリッジからイオン化することによって形成されるプラズマに転送される。膨張するプラズマは、供給されたエネルギーを発射体の運動エネルギーに変換する。したがって、これは、ワークピースに対して毎秒数キロメートルの高速まで加速され、それはワークピースに対してこのエネルギーの多大な部分を移行する。概して、より大きい面積の処理が必要とされ、これは、コンピュータ制御されたプロセスにおいて多くの発射体の衝突を迅速に繰り返すことを必要とする。

図１２から図１４ｂに示され、実施例５及び６に提示される本発明に係る解決策は、特に、実施例１から４に係る実施形態の以下の変更形態にある。
－スイッチは、一方で、第１の導体に接続された火花間隙入力、他方で同じ導体に接続された火花間隙出力を含む。さらに、スイッチは、火花間隙入力と火花間隙出力との間に間隙を有する、及び／又は
－ワークピースの表面と金属箔の一部との間では、ポリマーストリップが、ワークピースの表面と直接的に接触し、金属箔に機械的に接続されたこのポリマーストリップは、変位装置のアクティブな部分を通過する、及び／又は
－コンデンサから電極につながる導電体は、幅が厚さよりも大きい平坦な形状であり、これらの導電体の一方はその一部において同時にコンデンサ電極プレートであり、他方の導体はスイッチによって遮断される。

提案される解決策の優位点は、ポリマーストリップがワークピース表面を保護するので、ワークピース表面が、箔ブリッジのアブレーション生成物で汚染されないという事実である。プラズマの膨張により引き起こされる圧力パルスの長さは、１つの衝撃波で処理面積を拡大させる可能性とともに、層がより大きい深度まで影響を受けることを可能にする回路の電気パラメータによって変えることができる。

金属物体の表面層に必要とされる機械的応力を導入するためには、電気コンデンサの放電は、ワークピースの表面での材料の塑性変形を引き起こすほど十分に強力な衝撃波を発生させる。これを行うためには、非常に高い圧縮力を達成することが必要である。これを可能にするエネルギーは、最初にコンデンサ内に徐々に蓄積され、コンデンサの放電後に、数十から数百ナノ秒の期間にわたって導電性箔ブリッジからイオン化することによって形成されるプラズマに転送される。膨張するプラズマは、供給されたエネルギーの一部を衝撃波に変換し、衝撃波はポリマーストリップを介してワークピースに直接的に供給されるため、実施例１から４の実施形態の場合でのように、塑性発射体は形成されない。一般的に、より広い面積の処理が必要とされ、そのためには、コンピュータ制御されたプロセスにおいてワークピース表面の事前に選択された領域に多くの衝撃波の衝突を迅速に繰り返すことが必要である。コンデンサの放電が実施される前に、ワークピースの選択された場所に新しい箔ブリッジを押し付けることによって、新しい箔ブリッジを保持するポリマーストリップの機械的な変位、及びその固着を実施することで高速のサイクルの繰り返しが保証される。

箔ブリッジへの非誘導コンデンサの非常に高速な放電のため、このブリッジの蒸発及びイオン化によってプラズマが形成される。生成されたプラズマは、その膨張により、ポリマーストリップを通って、アセンブリ３２、３４、３７、及び４１と直接的に接触するワークピースの表面へ誘導される衝撃波を生成する。この衝撃波は、ワークピースの表面層の塑性変形を引き起こし、したがって表面層の中に残留圧縮応力を残す。

本発明によれば、本発明に係る方法を実施することも都合がよく、本発明の本質は、電流パルスにより発生したプラズマが、ワークピースと支持体との間にさらに捕捉され、したがってプラズマ膨張圧力が増加することである。

本発明によれば、本発明に係る方法を実施することも都合がよく、本発明の本質は、電流パルスにより発生したプラズマが、ワークピースから及び／又は支持体から、ポリマー層によって隔離されることである。

本発明によれば、本発明に係る方法を実施することも都合がよく、本発明の本質は、ワークピース表面の強化が、周期的に繰り返される機能サイクルにより実施されることであり、各サイクルの始まりに、アセンブリ３２、３４、及び３７は、その局所的な狭小化によって形成されたポリマーストリップ上の金属箔に前もって作成されたブリッジ間の１つの間隔距離分、その長さ方向に変位され、次にこのベルトの移動は、放電によるプラズマ形成を達成するためにサイクルの残りの間停止される。

添付の図は、本発明に従って材料の表面層を強化するための衝撃波発生器の代替実施形態を概略で示す。さらに、図５に説明図がある。これは、本発明で使用されるローレンツ力の空間における方向を説明する。図１に示される第１の例示的な実施形態は、ここではおもに、機能原理を明確にする役割を果たしており、したがってこの説明にとって必須ではない一部の詳細は、簡略にするために省略されている。図２、図３、及び図４の追加の図中にのみ、実際的に適用可能である構成がある。他の直接的に適用可能な実施形態は、一方で図６、図７、及び図８、ならびに他方で図９、図１０、及び図１１に示される。

図６に係る解決策の不利な点のいくつかを克服する代替の好ましい実施形態では、これらの衝撃波は、本発明に係る金属材料の表面層の強化のために使用される。これらは、おもに本装置の設計の例の機能原理を明確にするために役立つ概略図であり、したがって、明確且つ簡略にするために、例えば、箔ブリッジを有するポリマーストリップの機械的な変位、及びワークピース表面の事前に選択された場所の処理のためのトラバーサなど、この説明にとって必須ではない一部の詳細は省略されている。

明確にするために、コンデンサ及び接続テープラインは数十マイクロメートルの最大厚さの箔で積層されているため、ｘ軸とｙ軸で尺度が異なっており、これは、図面で非常に混乱を招くであろう。

図１２は、本発明に係る第１の好ましい変形実施形態に係る装置の図を示す。

図１３は、本発明に係る第２の好ましい変形実施形態に係る装置の図を示す。

図１４ａ及び図１４ｂは、金属箔を具備するポリマーストリップの詳細を示す。

図１４ａは、金属箔７１を有するポリマーストリップ３２の構造を示す。この場合、ストリップは、つねに、図１２及び図１３に示される平面に垂直な方向に、ブリッジ３４間の間隔分、個々のパルス間で変位される。

図１４ｂは、両方の変形実施形態により、さらに実施例５及び６に説明される装置の正しい機能に必要である支持体４１を保護する、電極３３及び６６用の開口部を有する絶縁層３７を示す。この場合、３つの層のすべては、ブリッジ３４を有する金属箔７１が、ポリマーストリップ３２及び絶縁層３７の層の間にあるように、互いにしっかりと接合される。

図１４ａは、図１４ｂに示されるブリッジ３４を有する２個の金属箔７１、及び絶縁層３７のその対応する開口部だけを示す。しかしながら、実際には、それは、ブリッジ３４を有する多数個の金属箔７１を有する細長いストリップである。代わりに、それは、長手方向に配置することができるが、次にそれは、ｘ軸の方向で、パルス間で移動される－図１２及び図１３。

実施例１
図１に係る簡略な実施形態のこの実施例では、図の上部に、強化されているワークピース１０の詳細な部分があり、一方、このワークピース１０の表面層に必要とされる残留応力を加えるための装置自体は、図１の下部に示されている。この図では、発射された発射体１００の軌跡は、このようにして上向きに垂直に進む。例示的な本実施形態の装置の重要な構成要素は、軸に沿って対称な円形の形状を有する。構成要素は、図中、対称軸を通過する垂直平面の断面に描かれる。実際には、これらの構成要素は、互いと密接に接触しており、強化プロセス時に互いにしっかりと接続される。それにも関わらず、図１の図示を明確にするために、これらの構成要素は、互いに対して垂直に偏位して描かれており、したがって空隙は図中構成要素間で可視である。上から下に見るこれらの構成要素は、最初に（ａ）ノズル本体３１の円形ディスクである―原則的には必要ではないが、その使用は、装置の機能パラメータを改善する。ノズル３１の下方に、次に（ｂ）ポリマーストリップ３２が挿入されており、ポリマーストリップ３２は、形状は異なる場合があるが、この場合には、それはノズル本体３１の形状と実質的に同じ円形ディスクの形状を有する。下部では、（ｃ）支持体４１は、やはり円形ディスクの形状であることが好ましい。

金属箔７１は、下方からポリマーストリップ３２に当接する。金属箔７１は、２つの電極、第１の電極３３及び第２の電極６６とともに下部に載置される。両方とも支持体４１に取り付けられる。形成された発射体１００を導き、加速させるために、ノズル３１は、その対称軸の方向で中央にスルーホールを有する。ノズル３１は、その上端が強化されているワークピース１０の表面に対して配向される。スルーホールの中への丸みを帯びた入口を有する他の従来のノズルとは異なり、ここでは、ノズル本体３１はこの穴の下部縁の入口に鋭い端縁９３を有する。金属箔７１は、一定の幅及び厚さの平坦なストリップの形であってよいが、好ましくは、金属箔７１は、２つの電極３３及び６６間で局所的に狭小化している。装置の機能は、この図１の右下部に描かれた電気回路によって保証される。特に、既知の方法により作られる高圧源８３があり、既知の実施形態では、通常大きい電流及び電圧を切り替えるために作られるスイッチ８４もある。高圧源８３からの電流は、第１の導体４４によって第１の電極３３に伝導される。対照的に、スイッチ８４から、高圧源８３の第２の端子からの電流は、同様に第２の導体４６によって第２の電極６６に伝導される。

スイッチ８４を閉じることによって、２つの電極３３と６６との間に高圧が印加される。しかしながら、回路は、金属箔７１によって短絡される。これにより、高強度の電流が短期間回路を通って流れる。オーム加熱によって、金属箔７１は、最初にきわめて短期間溶融し、次に即座に蒸発する。続いて、これらの金属蒸気からプラズマが形成される。プラズマは膨張し、同時にノズル３１に対してポリマーストリップ３２に高圧縮力を上向きに加える。ポリマーストリップ３２の中心部は鋭い端縁９３によって切り出され、この部分だけが上向きに進む。このようにして円板に成形された、切出し部分は、ノズル３１のスルーホールを押し通される。切出し部分は、次いで、発射体１００のように上部でこの開口部の中から飛び出し、ワークピース１０の表面に衝突し、その中で衝撃波を生成し、所望される変形を生じさせ、残留応力を残す。

実施例２
図１に係る簡略な第１の実施形態は、おもに、本発明に係る装置内で発射体１００を作り出す基本原理を説明することを意図する。基本原理は、例えば図２、図３、及び図４に示されるように、実践的な工学生産での使用のために適合される。

図１においてのように、図２の上部には強化されたワークピース１０の一部もあり、一方、発射体１００を形成するための実際の装置は図の下部にある。装置は、次々と迅速に連続して生成される多くの発射体１００の周期的に繰り返される生成及び加速を実行する。本実施形態では、基本的な温度膨張に加えて、加速されたプラズマに対する追加の力の影響も生じる。最後に、また例示的な本実施形態では、電気回路は、供給される電気エネルギーの所与のレベルできわめて高い短期間の電気出力を達成するように適合される。

この構成では、形成され、加速された発射体１００は、それらが徐々にノズル３１を上向きに離れるようにこのようにして繰り返し発射される。ノズル３１は必要ではないが、ノズル３１はプラズマ中の電荷担体を集中させ、電荷担体が側面に漏れ出すのを防ぐため、ノズル３１は、飛翔する発射体１００の加速及び方向付けを改善する。図１においてのように、発射体１００のこの誘導及び加速のために、ノズル３１は、発射された発射体１００の通過及び加速のために中央に開口部を有する。発射体１００の生成を迅速に繰り返すために、発射体１００に材料を供給するポリマーストリップ３２は、左から装置に進入する。その上側は、ノズル３１の下側に密接に当接する。また、図１においてのように、薄い金属箔７１もある。この場合、金属箔７１は、ポリマーストリップ３２の下側にしっかりと接続される。金属箔７１は、蒸着、押下、又は類似した既知の技法によってポリマーストリップ３２の下側に直接的に形成される。図３の上部に描かれた実際のポリマーストリップ３２は、その全長に沿って一定の幅及び厚さを有する。対照的に、図３の下部に示されるように、この金属箔７１は、周期的に繰り返す長手方向の距離でブリッジ３４の中に局所的に狭小化される。これは、例えば適切に成形されたマスクを通して、蒸発した材料を真空蒸着することによって、又はパターンの不必要な部分をエッチングで除去することによってポリマーストリップ３２上で実施することができる。また、図３に示されるように、金属箔７１は、ポリマーストリップ３２の幅に等しいその全幅で個々のブリッジ３４間に残されて十分に大きい接触面２７を形成し、接触面２７上で、第１の電極３３が、ブリッジ３４の片側に載置され、その隣に、特にポリマーストリップ３２の移動の方向に、第２の電極６６が当接する。

電気的にではないが機械的に、両方の電極とも静止した支持体４１に接続され、その結果、電極は、装置が動作中でも不動のままとなる。電極は支持体４１の上面の上にわずかに突出し、このようにして機能サイクルの初期状態で金属箔７１と電気的に接触する。ポリマーストリップ３２は、それが、多くの連続して形成される発射体１００を形成するための材料を含まなければならないため、長い。したがって、空間を節約するために、上に金属箔７１が形成されたこのポリマーストリップ３２は、図２の左部分に示されるようにらせん状に巻かれる。このらせんは、装置の動作中に徐々に回転し、展開する。ポリマーストリップ３２が通過する変位装置３５は、この移動を誘発するために役立つ。移動は、一般的に既知の構成の１つで実施される。また、この場合、供給されたポリマーストリップ３２の下方に、装置全体の静止した部分にしっかりと接続された支持体４１がある。ポリマーストリップ３２は、二軸配向ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はポリイミド（カプトン）など、非導電性材料から作られる。取り付けられた又は直接的に形成された金属箔７１とともに、ポリマーストリップ３２は、２つの電極３３、６６間の距離に対応するステップで、ストリップの長さの方向に漸次的に移動する。図２に示される導電体４４、４６は、支持体４１に形成された開口部を通して電極３３、６６につながる。電極は、それに対してきわめて高い要求が課されているので、ともに非常に効果的な電気絶縁体８５を具備する第１の電極４４及び第２の電極４６である。プロセスは高圧及び２つの導体４４、４６間の非常に少ない距離を伴うので、それは、きわめて高い絶縁耐力を備えた材料でなければならない。プラズマが、隣接する電極の対の間でのみ生成されることが保証されなければならない。２つの電極３３、６６は、供給された金属箔７１の接触面２７とのその電気接触を保証するために、支持体４１の上面の上にわずかに突出する。その反対側の端部で、これらの導体は、コンデンサ５０の箔５３につながる。ここで、コンデンサは、繰り返される機能サイクルのそれぞれに短時間で、各サイクルの最後に使用される電気エネルギーを蓄えて、プラズマを生成し、次いで発射体１００を生成するために役立つ。このエネルギーを蓄えるために、コンデンサ５０は、各サイクルの初期段階の間に高圧源８３から充電される。この場合、高圧源８３は比較的に複雑であるが、概して既知の電気装置である。

この場合、電気回路の重要な要件は、すべての回路構成部品のきわめて低いインダクタンスである。その値が低いほど、コンデンサ５０からの放電持続時間は短くなり、ブリッジ３４に供給される瞬間最大電力の値は高くなる。これらは、おもに、設計により抑制される考えられる規制インダクタンスの３つの構成部品である。一方、コンデンサ５０は、通常、きわめて低いインダクタンスの要件のために設計されていないので、それは、コンデンサ５０内に存在するであろうのはその一部である。さらに、それは、電極３３及び６６へのリード線のインダクタンスの成分でもある。リード線が、それらの間の距離を最小にして、可能な限り短く且つ平坦であることが必要である。最後に、それがプラズマ爆発プロセス９０を閉じることによって開始するためにコンデンサ５０の出力で必要とされるのは、電気スイッチ８４に存在する構成部品である。したがって、コンデンサ５０と導体４４、４６の両方にとって、電極３３及び６６が、可能な限り平坦であり、電極３３と６６との間の誘電体の厚さが可能な限り小さく作られることはきわめて都合がいい場合がある。図２は、スイッチ８４が火花間隙として設計されるように、切替えプロセスにおける低インダクタンスのこの問題が解決される構成を示す。コンデンサが充電されているとき、電流はこの火花間隙を全く通過しない。その両方の部分、火花間隙入力８０及び火花間隙入力８１とも、空気又は別の適切な気体誘電体によって互いから分離される。火花間隙８０の入力と火花間隙８１の入力との電圧差が空気の電気強度の値を超えるときのみ、電流の通過により、非常に短期の電気接続がと確立される。したがって、火花間隙は、本質的に、自動作動スイッチ８４として機能する。代わりに、火花間隙は補助電極によって制御し、高圧パルスによって切り替えることができる。

コンデンサのインダクタンスの必要とされるきわめて低い値に関して、それはその普通ではない構成によって達成される。それは、両側にコンデンサプレート５３を具備する平面的な薄い誘電体板５２である。

プラズマが形成されるブリッジ３４の金属材料は、銅、アルミニウム、又は金である場合があり、必要とされる量が少ないため、まったく費用の問題にはならない。適切には、ブリッジ３４の表面密度は、発射体１００が形成されるポリマーストリップ３２の表面密度に匹敵する。したがって、運動量の効率的な伝達が保証される。

重要な役割は、比較的薄いプレートの特徴を有する可能性がある支持体４１によって果たされる。それは、反動を捕捉し、ワークピース１０から反対方向でのプラズマの膨張を防ぐために役立つ。支持体４１の存在は、発射体１００へのエネルギー伝達の効率を高める。箔ブリッジ３４の厚さは、通常、単位から数十マイクロメートルまで小さいので、支持体４１の表面とポリマーストリップ３２との間の側面間隙は、プラズマの漏れに関する限り無視できる。

また、ノズル３１はポリマー材料から作られる場合もあるが、その耐用年数は非常に短く、ノズル３１は頻繁に交換されなければならない－例えば、供給されたポリマーストリップ３２上に金属箔７１のブリッジ３４とともに形成される新しいノズル３１は、各機能サイクルの後に装置に挿入することができる。しかしながら、ノズル３１が、頻繁な交換なし長い耐用年数を有さなければならない場合、ノズル３１は、高密度及び強靭性を備えたセラミック材料から作られなければならない。二酸化ジルコニウム材料が特に適している。しかしながら、コンデンサ５０が装置のエネルギー効率の観点からも望ましいブリッジ３４によって形成される電気負荷に十分に適合している場合、コンデンサ５０の放電は非常に速く起こるので、ポリマーストリップ３２が電流パルスの終了前に壊れないため、ノズル３１を金属から作ることが可能である。金属ノズル３１の構造に適切な材料は、高い融点、高密度、及び高硬度を有する。タングステン及びモリブデンは、特に適している。クーラントの流れが内部冷却チャネル通って冷却し、使用される場合、材料も高い熱伝導率を有することが望ましい。

より大きい表面積にわたってワークピース１０の特性を改善するためには、ワークピースは、個々の機能サイクル間で小さなステップで移動しなければならない。つまり、各機能サイクルの始まりに、ワークピース１０はトラバーサ６１によって移動される。新しく強化された場所はつねにノズル３１の口の前にあるので、ノズル３１から飛び出す発射体１００はワークピース表面１０の決定された場所に連続して衝突する。

発射体を作成し、その動きを誘発する進行中のプロセスを説明するために、図４は、爆発９０が現在起きている、説明された装置の中心部分の拡大図を示す。上述の図と、同様に、強化されているワークピース１０の一部は上部に示され、一方、必要とされる応力をこのワークピース１０の表面層に加えるための装置自体は、図の下部にある。導電体４４、４６は、電極３３及び６６につながる絶縁体８５とともに示される。

図２、図３、及び図４に示される本発明に係るワークピース１０の表面上の層を強化するための衝撃波発生器のこの例示的な実施形態は、発射体１００の衝突によって機械的応力を誘発する原理に基づいて動作する。これらは、金属箔７１の狭小化であるブリッジ３４から形成されるプラズマの膨張により生成及び加速される。動作サイクルの直前又はまさに最後で、コンデンサからの放電が火花間隙入力８０と火花間隙出力８１との間を通過するとき、この電流も２つの電極３３及び６６の間に位置する場所で金属箔７１を通過する。ブリッジ３４の低い電気抵抗及び充電したコンデンサ５０上の高圧のため、この電流は、キロアンペアほどの強度を有する。極端な抵抗加熱は、ブリッジ３４が溶解するだけではなく即座に蒸発する温度まで発生する。最後に、それは、金属蒸気原子がその電子の一部を失うとイオン化される。

このすべては、電極３３、６６を介して回路に接続されたブリッジ３４を通過するコンデンサ５０からの電流の強力な短期パルスの作用によって引き起こされる。これは、等しく長く周期的に繰り返される機能サイクルで繰り返し実施される。各サイクルの始まりに、その誘電体５２の両側にある２つのコンデンサプレート５３の間に電圧はない。前のサイクルからの放電に応える変位装置３５は、ポリマーストリップ３２を移動させ始め、電極３３、６６間の距離に等しい距離分、及び同時にブリッジ３４間の距離分、その長さ方向にポリマーストリップ３２を徐々に変位させる。この新しい位置で、ストリップは次に固定される。これは、ブリッジ３４が第１の電極３３と第２の電極６６との間に位置する位置でなければならず、第１の電極３３と第２の電極６６の両方とも、ブリッジ３４の両端で金属箔７１と導電接触している。スイッチ８４は、各サイクルの始まりに閉じられ、電流は高圧源８３からスイッチ８４を通って流れる。同時に、トラバーサ６１はワークピース１０を、ワークピース１０が動作サイクルの残りの間静止したままとなる適切な位置に移動させる。しかしながら、電極３３及び６６の回路は、火花間隙入力８０と火花間隙出力８１との間の空隙によって遮断されるため、電流は電極３３及び６６を通過しない。コンデンサ５０は高圧源８３から充電され、これは、その誘電体５２の対向する側面に位置するコンデンサプレート５３の間の電圧の漸次的な増加に反映される。火花間隙入力８０と火花間隙出力８１との間の火花間隙での電圧差が空気の電気強度の値を超えるとき、動作サイクルのこの部分は終了する。それは３ＭＶ／ｍの値を有すると言われている。これは、火花間隙入力８０と火花間隙出力８１との間の間隙が０．７ｍｍであると、コンデンサ５０の電圧が通常２～５ＫＶに達すると、放電を予想できることを意味する。コンデンサ５０は、ほぼμＦ単位の容量を有することができるため、放電が約５０ｎｓ続く場合、ほぼ数十ＭＷの出力をプラズマに伝達することができ、一方、供給されるエネルギーはほぼジュール単位にすぎない。

流れる電流が高強度のため、導体４４、４６の周りに強力な磁場が生成される。その磁場の力線は、図４の右下部分に示されるように、ほぼ、互いに反対に向けられた円の形をしている。また、同様の力線は、第１の電極３３と第２の電極６６との間に形成される電気アーク３０の周りにも形成される。それにより、大きい力が導体内の電子に作用し、そのため、それが導体を互いから離すように向けられる。したがって、２つの金属導体４４、４６は、十分な強度の蓄えにより装置内に固締される。しかしながら、この分離する力は、２つの電極３３、６６の間に形成された電気アーク３０の電荷担体も作用する。これらの電荷担体は、それらに作用するこの力によって、それによって―爆発９０によって引き起こされる膨張とともに―ノズル３１内のスルーホールの中に押し込まれるポリマーストリップ３２の切出し部分の上に押される。ノズル３１の内側で、それは発射体１００をワークピース１０の表面に向けて加速するため、これらの力によって誘発される動きは望ましい。

各爆発９０後、ポリマーストリップ３２は、ノズル３１の下につねに新しいブリッジ３４があるように、変位装置３５によって移動される。プロセス全体は、このようにして迅速に繰り返すことができるため、ワークピース１０の大きい表面は短時間で処理することができる。高い繰り返し率のため、次に、ノズル３１だけではなく、支持体４１、及びＩＧＢＴトランジスタのカスケードなど、火花間隙又は他のスイッチング素子の適切な冷却も保証することが必要である。ポリマーストリップ３２は、一般的に入手可能な可撓プリント基板製造技術によって製造することができる。発射体１００が形成される部分は、ノズル３１内の穴の入口端縁に形成される鋭い端縁９３で切断することによって分離される。ポリマー材料の限界残留物は、リサイクルすることができるポリマー廃棄物９１として装置から排出される。

説明図
図５は、本質的に、本発明に係る装置の概略図を示すが、例示的な実施形態とは対照的に、図５の目的は、装置の個々の構成要素の実際の形状を示すことではない。目的は、装置の動作中に発生する力の説明を示すことである。具体的には、図５は、プラズマに作用し、プラズマをノズル３１に向けて加速するローレンツ力を発生させるために使用される原理を説明する。図５の右側では、簡単にするために、ノズル３１は全体として描かれるのではなく、ノズル３１の軸穴－つまり、プラズマをワークピース１０に誘導するための穴－の輪郭だけが描かれている。図５の右側では、完全に平坦な設計のコンデンサ５０が示されている。これは、そのきわめて低いインダクタンスのために選ばれる。図５の中央では、コンデンサ５０から第１の電極３３につながる第１の導体４４、及びコンデンサ５０から第２の電極６６につながる第２の導体４６が、概略で示されている。２つの電極３３及び６６の上方には、下側に金属箔７１を具備するポリマーストリップ３２が通っている。第２の導体４６は、火花間隙入力８０及び火花間隙出力８１から成る火花間隙によって遮断される。

使用される実施形態におけるコンデンサ５０は、その２つの平坦な側面に―つまり、図５に示されるように、上方及び下方に―プレート５３を具備する誘電体層５２である。両方の導体、第１の導体４４と第２の導体４６とも、これらのコンデンサプレート５３に接続されており、各コンデンサはコンデンサプレートの１つを有する。火花間隙を通してコンデンサから放電が発生するとすぐに、電荷担体の移動が、導体４４、４６ないだけではなく、ブリッジ３４の材料から形成されるプラズマ内でも生じる。そこでは、第１の電極３３から第２の電極６６に向けられた電荷担体が、電気アーク３０を形成する。２つの導体４４及び４６は、大きな力で互いに反発するため、それらが互いから離れるのを防ぐために固締されなければならない。さらなる説明のために、１つの点が、図５のこのアーク３０から選択され、そこに電磁効果のベクトルが次いで描かれている。アーク３０内での電荷担体の移動に対して接線方向に、電流ベクトル２１が選択された点に描かれる。ファラデーの法則によれば、磁場は電流２１のこのベクトルの周りに生成される。ここで、この磁場２３の誘導場線は、ほぼ円形の形状を有する。

監視点での磁場２２の強度は、電流ベクトル２１に垂直の別のベクトルによって示される。相互に垂直なベクトル２１と２２の両方が、ローレンツ力２０を決定する。所与の点でのそのベクトルは、２つの以前のベクトルに垂直であり、したがって図５で上方を指す。これは、ローレンツ力２０が、この方向で上向きに、つまりノズル３１の中に電気アーク３０の電荷担体に反発することを意味する。高い電流強度のため、これは、発射体１００を加速する総力に対する非常に大きい力の寄与である。

実施例３
作用する効果は、二次元画像では描くのが困難である空間的に複雑な関係を表すので、上述の図はおもに説明事項であった。したがって、これらの上述の図では、必然的に多大な簡略化が行われている。しかしながら、これらの説明の後、ここで、図６、図７、及び図８に示される第３の実施形態を説明することができる。この実施例は、原則的に、実現された又は実現可能な実施形態を説明する。実施形態は、発射体１００を作成し、発射する際に良好な効率を提供することによって特徴付けられる。このために、いくつかの修正、特に電気回路で絶対的に最小のインダクタンスにつながり、したがって放電の持続時間を短縮する修正が必要になる。これは、瞬時電力の達成可能な最大値につながる。すべての導体を平坦にし、それらの間の誘電体の高さを最小にすることが望ましい。同時に、一方でコンデンサ５０と、他方でポリマーストリップ３２及びアクティブブリッジ３４との間の長さが最小の最短の導体４４及び４６も望ましい。この第２の小さい距離係数は、ここで、コンデンサ５０が発射体１００の発生器の直接的に不可欠な一部であるという事実のおかげで、この場合に達成される。

例示的な実施形態は、図６で垂直平面を通る断面に示される。構成要素の向きは、上述の実施形態と同じ、つまりワークピース１０が上部にあり、ノズル３１がその下方にあり、支持体４１が最下部にある。ノズル３１の下方には切り込みがあり、ポリマーストリップ３２は、付着された金属箔７１とともに切り込みを通る。しかしながら、この構成では、ポリマーストリップ３２は、図５に示されるように、突出部平面に対して垂直な方向で、この長穴を通って異なるように移動する。同じ実施形態の別の図では、つまり図７では、発射体１００の発生器の３つの導電性金属構成要素の斜視図が示されており、ポリマーストリップ３２の移動の方向及び位置を示す。

図８は、次に、金属箔７１が付着したポリマーストリップ３２の実施形態を示す。この例示的な実施形態では、ポリマーストリップ３２は、金属箔７１の収縮によって形成されるブリッジ３４の異なった、この場合は垂直の向きを有する。誘電体５２は描かれておらず、そうでなければその空間的に非常に複雑な配置のために装置全体の表示は非常に複雑になるであろう。

図６によれば、発射体１００の発生器の一部としてのコンデンサ５０は、一定の厚さの誘電体層５２によって形成され、図の左側で、ノズル開口部３１の下方だけではなく、支持体４１の上方の端縁の左下までなおさらに達する。基本的に、誘電体５２は、火花間隙入力８０を形成する小さい突出部によって複雑化された矩形形状を有する。誘電体５２の上側の金属箔７１は、この間隙入力まで達する。火花間隙８０の入力を形成するこの突出部に対して、空隙によって分離された等しい幅の短い金属突出部が位置する。金属突出部は、誘電体板５２の成形された突出部によって適所に保持される。この短い突出部は、製作された小さいパーツにすぎないが、突出部は２つのタスクを実行する。一方で、突出部は火花間隙出力８１であり－同時に、コンデンサ５０からさらに遠いその部分は、第２の電極６６の機能を有する。また、誘電体層５２の下側には、やはりいくつかの機能を有する金属プレート５３もある。コンデンサ５０内での電荷蓄積のその役割に加えて、それは、第１の電極３３につながる第１の導体４４としての機能も有する。ポリマーストリップ３２は、２つの電極３３及び６６の上方で両側の誘電体５２の上に延びる。対応する点は、図８に示されるように、金属箔７１上に接触面領域２７を形成する。ポリマーストリップ３２の幅方向で互いに隣接する２つの接触面領域２７は、ブリッジ３４を介してつねに導電的に相互接続される。

発射体１００の発生器及び加速器の機能は、構成においてのみ、図２に関連して説明された実施形態と異なり、ポリマーストリップ３２は、その長さ方向で変位装置３５によって移動され、一方、各機能サイクルの最後の電気アーク３０は、ポリマーストリップ３２の幅方向で、したがってその長さに対して横方向に点火する。これは、ポリマーストリップ３２がきわめて幅広くなければならない理由であり、これは、ある程度の複雑さにつながる可能性がある。

実施例４
図９、図１０、及び図１１に示される、この最後の第４の説明された実施形態では、図８に示される配置で本質的であるよりもより小さい幅のポリマーストリップ３２が達成される。より狭い寸法は、図９に示されるように、金属箔７１の要素の対角配置によって達成される。これらの要素、つまりブリッジ３４によって相互接続された接触面領域２７は、その円形の端縁によって、図９に示されるように、ブリッジ３４のそれぞれの周りに十分な空き表面２８があるように成形されなければならない。この空き領域２８の理由は、ブリッジから周辺領域に伝達される熱の強度である。しかしながら、十分に大きい接触領域２７は、２つの電極３３及び６６のそれぞれの上方に留まらなければならない。

以下の図１０及び図１１は、次に、金属箔７１の部分のこの対角実施形態における、コンデンサ５０のコンデンサプレート５３、導体４４、４６、及び電極３３、３６の配置を示す。両方の場合－図１０において及び図１１において－とも、基本的に同じであり、異なる画角によってのみ互いから異なる。図１０の向きは、上述の図７に示される配置に非常に類似している。また、ここでは、それにより装置全体の画像が非常に複雑になるであろうため、誘電体５２は描かれていない。図７においてと同様に誘導される、より小さい幅のポリマーストリップ３２は描かれていない。図１０には、第１の電極３３と第２の電極６６との間に通過する電気アーク３０が描かれている。ローレンツ力２０が、したがってやはり対角に配置される第１の導体４４内の電子の流れからこれらの担体を押す力によって、電荷担体に作用するアーク３０を、どのようにして持ち上げるのかが示されている。
実施例５

図１２に示される第１の変形実施形態の装置、上部で、ワークピース１０がポリマーストリップ３２と密接に接触して示されており、ポリマーストリップ３２は、ワークピースを高電圧回路から電気的に絶縁し、ワークピースを、箔ブリッジの蒸発及びポリマーストリップ３２の一部のアブレーションにより生じる生成物による汚染から保護することを意図する。ポリマーストリップ３２を作るために特に適した材料は、２５マイクロメートルまでの厚さで十分であるポリイミドである。しかしながら、接着剤の余分な層が衝撃波のエネルギーの部分を不必要に吸着するため、ポリマーストリップ３２を箔ブリッジに接続するためには接着は不適切である。ブリッジ３４の場所で狭小化された金属箔７１は、接触面２７によって電極３３及び６６と直接的に接触している。金属箔７１及びポリマーストリップ３２は、図１４ａに示されるように成形される。図１４ｂは、絶縁層３７内の電極３３及び６６の開口部を示す。

電極３３及び６６は、第２の絶縁層３７に作られた穴を通過し、これにより爆発するブリッジを支持体４１から隔離され、したがって支持体はプラズマのアブレーションから保護される。また、第２の絶縁層３７は、導電性の金属材料から支持プレート４１を作ることを可能にする。第２の絶縁層３７を作るための材料は、再びポリイミドであってもよいが、接着によってポリマーストリップ３２及び箔７１と接続できる、例えばＢｉ－ＰＥＴなどのより安価且つより厚い材料を有利に使用し得る。ここで、金属箔７１と支持プレート４１との間のより厚い層は、それが支持プレート４１を保護するので利点である。支持体４１のための適切な材料は、例えば高度の耐摩耗性を有し、電極３３及び６６にとっても適切な材料であるモリブデンであり、結果的に、支持プレート４１及び電極３３は単一の構成要素として作ることができる。リード線８０及び８１によって形成される火花間隙は、先行技術の実施形態においてのように、選択された瞬間に高圧スイッチングパルスによって制御され、火花間隔が、自己ブレークダウン放電電圧よりも低い電圧で動作することを可能にする補助トリガ電極８６をさらに備える。これにより、コンデンサの電圧を調整することによって必要とされる放電エネルギーを設定し、補助トリガ電極８６を用いて火花間隙をトリガすることが可能になる。

実施例６
図１３に示される第２の変形実施形態の装置、上部で、再び、ワークピース１０がポリマーストリップ３２と密接に接触して示されており、第１の変形実施形態の例でのように、ポリマーストリップ３２は、ワークピースを高電圧回路から電気的に絶縁し、ワークピースを、箔ブリッジの蒸発及びポリマーストリップ３２の一部のアブレーションにより生じる生成物による汚染から保護することを意図する。しかしながら、図示を明確にするために、図１３では、これらの構成要素は、互いに対して垂直に変位されて描かれており、その結果、図中の構成要素間には間隙がある。

機能は、実施例１の実施形態に説明される機能に類似しているが、火花隙間は反対側に移され、その入力８１は、（例えば、蝋付けによって）一体として支持プレート４１及び電極６６に接続される。それは、より良い冷却を可能にし、同時に、火花隙間はワークピース１０へのアクセスを制限しない。作業電流は支持体４１を通過し、高圧は短期間その上に現れるので、それを電気的に絶縁されて取り付けることが必要である。保護フィルム５４は、ストリップラインの誘電体を火花間隙電極の焼失から保護し、このようにしてその耐用年数を大幅に延ばす。適切な材料は、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、又はマイカのスライスである。火花間隙８０及び８１は、通常の圧力で、空気中で操作することができるが、電極及び絶縁体の耐用年数を延ばすためには、それを窒素で充填して、電極の酸化、及びポリマーパーツを攻撃するオゾンの形成を防ぐことが非常に便利である。作業ガス圧力を増加させることによって、所与の絶縁破壊電圧のための電極間間隙距離をさらに減少させ、火花間隙の寄生インダクタンスを削減することが可能である。

産業利用
本発明は、機械工学、特に航空宇宙業界において、及び一般に、機械的に高い応力がかかる構成部品が生産される場合に特に適用可能であり、本発明は、発射体の衝突によりワークピースの表面層で塑性変形が引き起こされ、残留機械応力が導入されるとき、小型発射体の衝突を伴う機械的効果によってワークピース、特に金属のワークピースの表面を強化するために役立ち、これにより最終製品の機能的機械特性の著しい改善、特に、表面の機械的な、キャビテーション、接着、及び耐食性の上昇が引き起こされる。

参照マークの一覧
１０ ワークピース
２０ ローレンツ力
２１ 電流
２２ 磁場強度
２３ 磁気誘導の力線
２７ 接触領域
２８ 空き領域
３０ 電気アーク
３１ ノズル
３２ ポリマーストリップ
３３ 第１の電極
３４ ブリッジ
３５ 変位機構
３７ 絶縁層
４１ 支持体
４４ 第１の導体
４６ 第２の導体
５０ コンデンサ
５２ 誘電体
５３ コンデンサプレート
５４ 保護フィルム
６１ トラバーサ
６６ 第２の電極
７１ 金属箔
８０ 火花間隙入力
８１ 火花間隙出力
８２ 寄生インダクタンス
８３ 高圧源
８４ スイッチ
８５ 絶縁体
８６ 補助トリガ電極
９０ 爆発
９１ ポリマー廃棄物
９３ 鋭い端縁
１００ 発射体

Claims (43)

1. 圧縮応力を導入することによってワークピース（１０）の前記表面を強化するための装置であって、
   前記装置が、箔ブリッジ（３４）が発射体（１００）を形成するために形成される前記ワークピース（１０）の前記表面から逸れた前記側面の前記表面上に金属箔（７１）を具備するポリマーストリップ（３２）を備え、
   及び前記デバイスが、前記ポリマーストリップ（３２）上に位置する前記金属箔（７１）に付着する２つの電極（３３）及び（６６）をさらに備え、前記ブリッジ（３４）が前記金属箔（７１）の前記接触面領域（２７）の間に形成され、
   間にプラズマが形成される前記電極（３３）及び（６６）が支持体（４１）に取り付けられ、前記支持体（４１）を介して、前記電極（３３）及び（６６）が、大きい電流及び電圧を高圧源（８３）と切り替えるためのスイッチ（８４）に、平坦な導体（４４）及び（４６）を用いて接続され、
   前記金属箔（７１）を具備する前記ポリマーストリップ（３２）が、前記電極（３３）及び（６６）とともに前記支持体（４１）にしっかりと付着し、前記電極（３３）及び（６６）が、前記支持体（４１）の前記上面の上方に突出して、前記金属箔（７１）の前記接触面領域（２７）との電気的接触を提供する
   装置であって、
   前記発射体（１００）を誘導及び加速するために、前記装置が、その入口開口部の前記下側に位置する鋭い端縁（９３）を具備するノズル（３１）をさらに含み、前記ノズル（３１）開口部が、強化されている前記ワークピース（１０）の前記表面に向けられる
   ことを特徴とする
   装置。
2. 前記ノズル（３１）及び／又は前記支持体（４１）が、円形ディスクの前記形状を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記金属箔（７１）が、平坦なストリップの前記形状を有し、前記２つの電極（３３）と（６６）との間に局所的な狭小化を含む、請求項１から２のいずれか１項に記載の装置。
4. 前記箔（７１）が局所的に狭小化されて、周期的に繰り返す長手方向距離で前記ブリッジ３４を形成する、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記ポリマーストリップ（３２）が、前記電極（３３）及び（６６）の間で前記ストリップ（３２）をシフトする変位機構（３５）を通過する、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記ポリマーストリップ（３２）が、二軸配向されたポリエチレンテレフタレート又はポリイミドカプトンなどの非導電性材料から作られる、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. プラズマの前記生成に必要なエネルギーの前記蓄積のために、前記デバイスが、高圧源（８３）から充電されるコンデンサ（５０）を備え、前記コンデンサ（５０）が、その外面上に、一定の厚さの誘電体（５２）を取り囲むプレート（５３）を備え、前記プレート（５３）が導体（４４）及び（４６）に接続される、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記導体（４４）及び（４６）が、少なくとも２から５ＫＶの高圧に抵抗する絶縁耐力を有する電気絶縁体（８５）を具備する、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. スイッチ（８４）が、火花間隙の前記形を有し、前記火花間隙入力（８０）及び前記火花間隙出力（８１）が、空気又は他の適切な気体誘電体によって互いから分離され、それが、好ましくは、前記スイッチ（８４）を制御するために高圧パルスによる切替えのための補助電極を備える、又は前記スイッチ（８４）がＩＧＢＴトランジスタのカスケードの前記形をとる、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記火花間隙入力（８０）及び前記火花間隙出力（８１）が、前記導体（４６）上に作成される、請求項９に記載の装置。
11. 前記ブリッジ（３４）が、銅、アルミニウム、又は金から作られる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記箔ブリッジ（３４）が、数十マイクロメートルまでの単位の厚さを有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記ブリッジ（３４）の表面密度の前記値が、前記ポリマーストリップ（３２）の前記表面密度の前記値に一致する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記ノズル（３１）が、二酸化ジルコニアベースの材料から作られる、請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記デバイスが、その表面の前記処理の個々のサイクル間で前記ワークピース（１０）を変位させるためにトラバーサ（６１）を備える、請求項１から１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 前記デバイスが、前記ノズル（３１）の、及び／または前記支持体（４１）及び／又は前記スイッチ（８４）の冷却のための前記冷却手段を含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 前記コンデンサ（５０）が、それが前記支持体（４１）と、前記金属箔（７１）を具備する前記ポリマーストリップ（３２）との間に少なくとも部分的に配置されるように、前記発射体（１００）の前記発生器の一部として作られ、
    前記電極（３３）及び（６６）の前記場所で、前記ポリマーストリップ（３２）が、前記電極（３３）及び（６６）を接続する前記軸に垂直に取り付けられ、前記ポリマーストリップ（３２）が、前記２つの電極（３３、６６）の上方で、両側で前記誘電体（５２）の上に延び、
    前記誘電体プレート（５２）の下を通過する前記導体（４４）が、前記誘電体プレート（５２）の上方に位置する前記電極（３３）に接続される、
    請求項１から１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記ポリマーストリップ（３２）が、前記ストリップ（３２）の前記長手方向軸に垂直である、前記金属箔（７１）の狭小化によって形成されたブリッジ（３４）を有し、その結果、各ブリッジ（３４）が、横方向に配向された正確に１対の接触面領域（２７）を前記ストリップ（３２）の前記長手方向軸に導電的に接続する、請求項１７に記載の装置。
19. 前記電極（３３）及び（６６）が、前記ブリッジ（３４）によって相互接続される前記接触面領域（２７）の設置に対応する相互構成で配置される、請求項１７に記載の装置。
20. 前記ポリマーストリップ（３２）が、前記ストリップ（３２）の前記長手方向軸に対角である前記金属箔（７１）の狭小化によって形成されたブリッジ（３４）を有し、その結果、各ブリッジ（３４）が、対角に配向された正確に１対の接触面領域（２７）を前記ストリップ（３２）の前記長手方向軸に導電的に接続する、請求項１９に記載の装置。
21. 圧縮応力を導入することによって前記ワークピース（１０）の前記表面を強化するための装置であって、前記装置が、箔ブリッジ（３４）がプラズマを生成するために形成される前記ワークピース（１０）の前記表面から逸れた前記側面の前記表面上に前記金属箔（７１）を具備する前記ポリマーストリップ（３２）を備え、
    及び前記デバイスが、前記ポリマーストリップ（３２）上に位置する前記金属箔（７１）に付着する２つの電極（３３）及び（６６）を備え、前記プラズマが生成される前記ブリッジ（３４）が前記金属箔（７１）の前記接触面領域（２７）の間に形成され、
    前記電極（３３）及び（６６）が支持体（４１）に取り付けられ、前記支持体（４１）を介して、前記電極（３３）及び（６６）が、大きい電流及び電圧を前記高圧源（８３）と切り替えるための前記スイッチ（８４）に、平坦な導体（４４）及び（４６）を用いて接続され、
    プラズマの前記生成に必要な前記エネルギーの前記蓄積のために、前記デバイスが、高圧源（８３）から充電されるコンデンサ（５０）を備え、
    前記コンデンサ（５０）が、その外面上に、一定の厚さの誘電体（５２）を取り囲むプレート（５３）を備え、前記プレート（５３）が導体（４４）及び（４６）に接続され、
    前記スイッチ（８４）が火花間隙の前記形を有し、前記火花間隙入力（８０）及び前記火花間隙出力（８１）が、空気又は他の適切な気体誘電体によって互いから分離され、
    前記火花間隙入力（８０）と前記火花間隙出力（８１）が、前記導体（４６）の上に形成され、前記コンデンサ（５０）が、前記支持体（４１）と、前記金属箔（７１）を具備する前記ポリマーストリップ（３２）との間に少なくとも部分的に挟まれ、
    前記高電圧回路から前記ワークピース（１０）を電気的に絶縁する前記ポリマーストリップ（３２）が、前記ワークピース（１０）と緊密に接触して配置される
    装置であって、
    前記装置が、前記爆発するブリッジを前記支持プレート（４１）から隔離し、前記支持プレート（４１）をプラズマアブレーションから保護する第２の絶縁層（３７）を備え、前記電極（３３）及び（６６）が、前記第２の絶縁層（３７）の穴を通過することを特徴とする
    装置。
22. 前記ポリマーストリップ（３２）がポリイミドから作られる、請求項２１に記載の装置。
23. 前記ポリマーストリップ（３２）の前記厚さが２５マイクロメートルを超えない、請求項２１又は２２に記載の装置。
24. 前記第２の絶縁層（３７）がポリイミド及び／又はＢｉ－ＰＥＴから作られる、請求項２１から２３のいずれか１項に記載の装置。
25. 前記第２の絶縁層（３７）が、前記ポリマーストリップ（３２）及び前記金属箔（７１）に接着される、請求項２１から２４のいずれか１項に記載の装置。
26. 前記支持体及び／または前記電極（３３）及び（６６）がモリブデンから作られる、請求項２１から２５のいずれか１項に記載の装置。
27. 前記リード線（８０）及び（８１）によって形成された前記火花間隙が、前記高圧パルスによる前記切替えを制御するためのトリガ電極（８６）を備える、請求項２１から２６のいずれか１項に記載の装置。
28. 前記コンデンサ（５０）から前記電極（３３）及び（６６）につながる前記導電体（４４）及び（４６）が、幅が前記厚さよりも大きい平坦の形状であり、これらの導電体の１つがその一部にあり、同時に前記コンデンサプレート（５３）及び前記他の導体が前記スイッチ（８４）によって遮断される、請求項２１から２７のいずれか１項に記載の装置。
29. 前記火花間隙入力（８０）が、前記支持プレート（４１）及び前記電極（６６）に接続され、このようにして１つのユニットを形成する、請求項２１から２８のいずれか１項に記載の装置。
30. 前記火花間隙入力（８０）及び火花間隙出力（８１）の前記場所で前記誘電体（５２）を保護するために、前記誘電体（５２）が保護箔（５４）を具備する、請求項２１から２９のいずれか１項に記載の装置。
31. 前記保護箔（５４）が、ポリイミド及び／又はポリテトラフルオロエチレン及び／又はマイカのプレートから作られる、請求項２９に記載の装置。
32. 前記火花間隙の前記入力（８０）と前記出力（８１）との間の前記空間が、窒素で充填される、請求項２１から３１のいずれか１項に記載の装置。
33. 請求項１から２１のいずれか１項に記載の前記装置を用いてワークピース（１０）の前記表面を強化するための方法であって、前記ワークピース（１０）の前記表面を強化する１つのサイクルが、前記導体（４４、４６）を介して前記スイッチ（８４）を閉じた後に前記高圧源（８３）から、間に高圧が導入される前記電極（３３、６６）に供給される電流パルスの作用を含み、それによって前記ブリッジ（３４）の前記場所で、前記金属箔（７１）上で前記回路を短絡させて、膨張し、圧縮力を前記ポリマーストリップ（３２）に加えるプラズマを形成し、その一部が、発射体（１００）として前記ワークピース（１０）の前記表面に衝突し、前記電流パルスによって発生したプラズマが、前記膨張圧力に加えて、電流が、前記生成された磁場内でこのプラズマを前記通過することによって引き起こされる前記電磁ローレンツ力（２０）によっても加速される、方法。
34. 前記プラズマの前記膨張後、前記ポリマーストリップの一部が、前記ノズル（３１）の前記鋭い端縁（９３）によって切断され、その後、前記ワークピース表面（１０）上に、前記発射体（１００）として前記ノズル（３１）の穴を通る圧縮力によって加速される、請求項３３に記載の方法。
35. 前記ワークピース（１０）の前記表面が、周期的に繰り返すサイクルで処理され、各サイクルの始まりに、前記ポリマーストリップが、前記ブリッジ（３４）が前記第１の電極（３３）と前記第２の電極（６６）との間に位置する位置に、前記変位機構（３５）を用いて動かされ、前記第１の電極（３３）及び前記第２の電極（６６）の両方とも、前記ブリッジ（３４）の両端で前記金属箔（７１）と導電的に接触する、請求項３３又は３４に記載の方法。
36. 前記サイクルの始まりに、前記ワークピース（１０）が前記トラバーサ（６１）によって動かされる、請求項３４に記載の方法。
37. 前記スイッチ（８４）が、前記空気の前記電気強度の前記値を超える前記火花間隙入力（８０）と前記火花間隙出力（８１）との間の火花間隙での前記電圧差によって閉じられる、請求項３３に記載の方法。
38. 請求項２１から３２のいずれか１項に記載の前記装置を用いてワークピース（１０）の前記表面を強化して、膨張するプラズマ及び前記ワークピース表面（１０）に前記ポリマーストリップ（３２）によってかけられる圧縮力を生成するための方法であって、それが衝撃波及び前記表面層でのその後の塑性変形を誘発し、
    前記ワークピース（１０）の前記表面を強化する１サイクルが、
    前記ワークピース（１０）の前記表面を強化する１つのサイクルが、前記導体（４４、４６）を介して、間に高圧が印加される前記電極（３３、６６）に、前記スイッチ（８４）を閉じた後に前記高圧源から前記コンデンサに供給される電流パルスの作用を含み、電流パルスに前記金属箔（７１）を通過させ、前記ブリッジ（３４）で、前記ブリッジ（３４）を爆発させることを特徴とする
    方法。
39. 前記ワークピース（１０）の前記表面が電気的に絶縁され、前記ポリマーストリップ（３２）によって前記ブリッジ（３４）のアブレーションの生成物から保護され、前記支持体（４１）が前記絶縁層（３７）によって保護及び絶縁される、請求項３８に記載の方法。
40. 前記ワークピース（１０）の前記表面が、周期的に繰り返すサイクルで処理され、各サイクルの始まりに、前記ポリマーストリップが、前記ブリッジ（３４）が前記第１の電極（３３）と前記第２の電極（６６）との間に位置する位置に、前記変位機構（３５）を用いて動かされ、前記第１の電極（３３）及び前記第２の電極（６６）の両方とも、前記ブリッジ（３４）の両端で前記金属箔（７１）と導電的に接触する、請求項３８又は３９に記載の方法。
41. 前記ワークピース（１０）の前記表面が、周期的に繰り返すサイクルで処理され、各サイクルの始まりに、前記ポリマーストリップ（３２）、前記金属箔（７１）内に形成されたブリッジ（３４）、及び前記絶縁層（３７）を含む要素の前記アセンブリが、前記金属箔の局所的な狭小化によって形成される前記ポリマーストリップ（３２）上の前記金属箔（７１）内に以前に形成された前記ブリッジ（３４）間の１つの間隔距離分、その長さの前記方向に変位され、次いでこのアセンブリ、つまり前記ストリップ（３２）、前記ブリッジ（３４）を有する前記金属箔（７１）、及び前記絶縁層（３７）の前記移動が、前記サイクルの前記残りの間停止して、前記電極（３３）及び（６６）を介して前記コンデンサから前記金属箔（７１）の前記接触面領域（２７）に電荷を印加することによって放電によるプラズマの形成を達成する、請求項３８又は３９に記載の方法。
42. 前記サイクルの始まりに、前記ワークピース（１０）が前記トラバーサ（６１）によって変位される、請求項４０または４１に記載の方法。
43. ワークピース、特に金属ワークピースの前記表面を強化するための請求項１から３２のいずれか１項に記載の前記装置の使用。

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