JP7144281B2 - 粉末供給装置、溶射装置、粉末供給方法及び溶射方法 - Google Patents
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Description
(プラズマ溶射装置)
第1の実施形態に係るプラズマ溶射装置について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1の実施形態に係るプラズマ溶射装置の構成例を示す断面図である。
チャンバCについて、図1を参照しながら説明する。図1に示されるように、チャンバCは、円柱状の中空の容器である。チャンバCは、例えばアルミニウム、ステンレス、石英等により形成されている。チャンバCは、天井部にて本体部12を支持し、供給部10及びプラズマ生成部60を閉空間とする。基材Wは、チャンバCの底部81に配置されたステージ80に載置されている。チャンバCの内部は、例えば所定の圧力に減圧されている。但し、チャンバCの内部は必ずしも減圧されなくてもよい。
粉末補給機構90について、図2を参照しながら説明する。図2は、図1のプラズマ溶射装置1の粉末補給機構90を示す図である。
回収廃棄機構83について、図3を参照しながら説明する。図3は、図1のプラズマ溶射装置1の回収廃棄機構83を示す図である。
ドライ室88は、チャンバCに隣接して設けられ、所定の湿度に除湿された閉空間を形成している。また、ドライ室88は、排気装置89により所定の圧力に減圧されている。但し、ドライ室88は、減圧されていなくてもよい。
プラズマ溶射装置1は、制御部30を有する。制御部30は、プラズマ溶射装置1を制御する。具体的には、制御部30は、ガス供給源41、フィーダ20(アクチュエータ22)、直流電源50、チラーユニット70、回収廃棄機構83、粉末補給機構90等を制御する。
第1の実施形態に係るプラズマ溶射装置1の動作(溶射方法)の一例について、図4から図7を参照しながら説明する。以下に説明するプラズマ溶射装置1の動作におけるバルブ47の開閉、シャッタ91bの開閉、シャッタ92dの開閉、及び押出機構91cの動作は、例えば制御部30によって実行される。図4から図7は、プラズマ溶射装置1の動作の一例を示す工程図である。図4から図7では、バルブ47が開いている状態を白色で示し、バルブ47が閉じている状態を黒色で示す。
粉末補給機構の第1変形例について、図8を参照しながら説明する。図8は、第1変形例の粉末補給機構を示す図である。
粉末補給機構の第2変形例について、図9を参照しながら説明する。図9は、第2変形例の粉末補給機構を示す図である。
粉末補給機構の第3変形例について、図10を参照しながら説明する。図10は、第3変形例の粉末補給機構を示す図である。
粉末補給機構の第4変形例について、図11を参照しながら説明する。図11は、第4変形例の粉末補給機構を示す図である。
粉末補給機構の第5変形例について、図12から図16を参照しながら説明する。図12は、第5変形例の粉末補給機構を示す図である。
第2の実施形態に係るプラズマ溶射装置について、図19を参照しながら説明する。図19は、第2の実施形態に係るプラズマ溶射装置の構成例を示す断面図である。
11 ノズル
20 フィーダ
90 粉末補給機構
91 カートリッジ
91a 口部
91b シャッタ
92 補給器
92a 本体
92b 蓋体
92c 補給口
92d シャッタ
Claims (16)
- フィーダからノズルに粉末を供給する粉末供給装置であって、
粉末を出し入れする口部と、前記口部を開閉する開閉弁とを有し、気密状態で前記粉末を収納するカートリッジと、
前記カートリッジを着脱可能に接続する接続部と、前記接続部に接続された前記カートリッジ内の前記粉末を前記フィーダ内に補給する補給口と、前記補給口を開閉する開閉弁とを有し、前記補給口から補給された前記粉末を前記ノズルに投入するフィーダと、
を備え、
前記カートリッジ及び前記フィーダは、前記接続部に前記カートリッジが接続されることにより、前記口部と前記補給口との間に密閉空間を形成する、
粉末供給装置。 - 前記密閉空間を減圧及び加圧する圧力調整機構を備える、
請求項1に記載の粉末供給装置。 - 前記圧力調整機構は、
前記密閉空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記密閉空間を排気する排気機構と、
を有する、
請求項2に記載の粉末供給装置。 - 前記フィーダは、前記ノズルに供給する前記粉末の流量を制御するフィード機構を有し、
前記カートリッジは、前記フィード機構に供給する前記粉末の流量を制御する押出機構を有する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の粉末供給装置。 - 前記フィーダは、
前記ノズルに供給する前記粉末の流量を制御するフィード機構と、
前記カートリッジ内から前記フィード機構に供給する前記粉末の流量を制御する押出機構と、
を有する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の粉末供給装置。 - 前記口部を開閉する開閉弁は、
前記口部を開閉する弁体と、
前記弁体に回転自在に取り付けられた軸部と、
を有し、
前記軸部を長手方向に移動させることにより前記口部が開閉する、
請求項5に記載の粉末供給装置。 - 前記弁体は、前記カートリッジの内部及び外部に移動可能である、
請求項6に記載の粉末供給装置。 - 前記口部を開閉する開閉弁は、前記軸部に対する前記弁体の角度を調整する弁体傾斜機構を有する、
請求項6又は7に記載の粉末供給装置。 - 前記開閉弁の動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記密閉空間が形成された場合、
前記密閉空間に不活性ガスを供給することで前記密閉空間内をパージする工程と、
前記密閉空間内がパージされた後、前記口部を開閉する開閉弁及び前記補給口を開閉する開閉弁を開いて前記カートリッジ内の前記粉末を前記フィーダに補給する工程と、
を実行する、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の粉末供給装置。 - フィーダからノズルに投入した溶射材料の粉末を溶融し、溶融した粉末により被対象物に成膜する溶射装置であって、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の粉末供給装置を備える、
溶射装置。 - 前記被対象物を収容し、内部が不活性ガスで充填されるチャンバを備える、
請求項10に記載の溶射装置。 - 前記チャンバ内の不活性ガス及び粉末を吸い込み、作動液体によりシールする液体シールポンプを備える、
請求項11に記載の溶射装置。 - 前記ノズルから噴射される粉末を集塵する集塵フードと、
前記集塵フードと接続され、前記集塵フードにより集塵された粉末を作動液体によりシールする液体シールポンプと、
前記粉末及び前記集塵フードに向けて気体を流す送風機と、
を備える、
請求項12に記載の溶射装置。 - 前記粉末をプラズマにより溶融させる、
請求項10乃至13のいずれか一項に記載の溶射装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の粉末供給装置を用いてフィーダからノズルに粉末を供給する粉末供給方法であって、
前記カートリッジを前記フィーダの前記接続部に接続し、前記カートリッジの前記口部と前記フィーダの前記補給口との間に密閉空間を形成する工程と、
前記密閉空間に不活性ガスを供給することで前記密閉空間をパージする工程と、
前記密閉空間がパージされた後、前記カートリッジ内と前記フィーダ内とを連通させる工程と、
前記カートリッジ内の前記粉末を、前記カートリッジ内と連通した前記フィーダ内に補給する工程と、
を有する、
粉末供給方法。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の粉末供給装置を用いてフィーダからノズルに投入した溶射材料の粉末を溶融し、溶融した粉末により被対象物に成膜する溶射方法であって、
前記カートリッジを前記フィーダの前記接続部に接続し、前記カートリッジの前記口部と前記フィーダの前記補給口との間に密閉空間を形成する工程と、
前記密閉空間に不活性ガスを供給することで前記密閉空間をパージする工程と、
前記密閉空間がパージされた後、前記カートリッジ内と前記フィーダ内とを連通させる工程と、
前記カートリッジ内の前記粉末を、前記カートリッジ内と連通した前記フィーダ内に補給する工程と、
前記フィーダ内に補給された前記粉末を前記ノズルから噴射する工程と、
を有する、
溶射方法。
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