
В связи с непрерывным развитием технологий термического напыления и растущим рыночным спросом на высококачественные покрытия, производители всё больше интересуются передовыми технологиями и оборудованием для их производства.
HE100 — это настоящий сверхзвуковой плазменный распылитель.
В связи с непрерывным развитием технологий термического напыления и растущим рыночным спросом на высококачественные покрытия, производители всё больше интересуются передовыми технологиями и оборудованием для их производства. Благодаря этому постоянному развитию, Прогрессивная поверхность привлекает внимание всё большего числа специалистов по нанесению покрытий и производителей лакокрасочной продукции.
Высококачественные покрытия отличаются высокой надёжностью, не только отвечают функциональным требованиям, но и значительно продлевают срок службы покрытия. Плазменное распылительное оборудование HE100 является примером такого высокопроизводительного оборудования для нанесения таких покрытий. HE100 — это новая система компьютерно-интегрированного термического напыления (CITS), которая значительно повышает производительность и управляемость плазменного распыления.
В распылительном пистолете HE100 используется совершенно новая конструкция корпуса, обеспечивающая идеальный режим работы при высоком напряжении и низком токе для плазменных распылителей, что значительно продлевает срок службы расходных материалов. Выходная мощность распылителя достигает 100 кВт. Что ещё более важно, он генерирует сверхзвуковой плазменный факел. Серия ярких узлов Маха и длинная, концентрированная струя распыляемых частиц – отличительные особенности HE100. Благодаря замкнутому контуру управления мощностью системы, рабочими газами (аргоном, азотом, гелием и водородом) и газом подачи порошка, разработанному CITS, пистолет-распылитель HE100 способен производить высококачественные покрытия с высокой производительностью. CITS зарекомендовал себя как мировой лидер как в области технологических достижений, так и в области адаптивности процессов.
Инновационная конструкция корпуса пистолета – компактный плазменный генератор – представляет собой идеальное сочетание высокого напряжения, низкого тока и высокой мощности.
HE100 – это мощный, высокоэнтальпийный, сверхзвуковой плазменный пистолет-распылитель. Примечательно, что это единственный коммерческий высокоэнтальпийный плазменный пистолет мощностью 100 кВт на международном рынке. Эта инновационная конструкция пистолета-распылителя успешно реализует технологическую концепцию «повышения мощности пистолета-распылителя при снижении тока дуги». Преимущества высокого напряжения и низкого тока для плазменных пистолетов-распылителей весьма существенны.
При той же мощности повышение напряжения дуги снижает ток дуги. Это значительно снижает падение напряжения и потери мощности при передаче постоянного тока низкого напряжения.
Повышенная ионизация газа увеличивает тепловую энтальпию распылительного пистолета. Поскольку газ легче ионизируется при прохождении через столб дуги, а более высокое напряжение дуги приводит к увеличению длины столба дуги, контакт газа с дугой увеличивается, что приводит к более полной ионизации и значительному повышению тепловой энтальпии плазменного факела.
Чрезвычайно высокая скорость пламени. Высокая энтальпия плазменного факела обеспечивает высокую скорость пламени. Пистолет-распылитель HE100 — это сверхзвуковой плазменный распылительный пистолет, отличительными особенностями которого являются ряд ярких точек Маха и длинная, концентрированная струя распыляемых частиц.
Чрезвычайно долгий срок службы компонентов. Благодаря высокому напряжению распылительного пистолета потребляемый ток относительно низок даже при высокой мощности. Например, при мощности 90 кВт потребляемый ток составляет всего 380 А. В однокатодном распылительном пистолете плотность тока даже ниже, чем в многокатодном. Это значительно продлевает срок службы расходных материалов, а срок службы анода может достигать более 1000 часов.
Хотя высоковольтная слаботочная дуга чрезвычайно выгодна для плазменных распылительных пистолетов, её инженерная реализация чрезвычайно сложна.
Поскольку напряжение дуги пропорционально длине столба дуги, а ток дуги также пропорционален его поперечному сечению, низковольтные сильноточные дуги толстые и короткие, что облегчает их стабилизацию. Однако высоковольтные слаботочные дуги тонкие и длинные, что затрудняет генерацию, обслуживание и контроль дуги.
Для достижения достаточно высокого напряжения дуги расстояние между катодом и анодом распылительного пистолета составляет до 70 мм. Поддержание стабильной слаботочной дуги на таком большом расстоянии и в высокоскоростном потоке воздуха представляет собой сложную задачу. Дуга, используемая для распыления, должна быть жесткой, поэтому плазма дуги должна также подвергаться механическому, электромагнитному и холодному сжатию для достижения идеальной скорости пламени. Характеристики потока газа в дуговом канале между катодом и анодом, состояние охлаждения стенки сосуда, а также незначительные изменения геометрии и состояния поверхности – все это влияет на стабильность дуги.
В HE100 используется инновационная конструкция распылителя и точное электрическое управление, что обеспечивает успех в высоковольтных слаботочных плазменных распылителях. В данной статье кратко описывается конструкция распылителя HE100.
Ниже представлена принципиальная схема внутренней конструкции распылителя HE100. На схеме слева показан катод, посередине – изолятор и плазменный генератор, а справа – сопло.
Комбинированное кольцо распределения потока газа. Передний выступ корпуса катода заканчивается вольфрамовым наконечником катода со специальной формой канавки по бокам. В сочетании с керамическим кольцом на изоляторе плазменного генератора оно образует газораспределительное кольцо, направляющее рабочий газ по заданной траектории. По сравнению со специализированными газораспределительными кольцами других распылительных пистолетов, оно обеспечивает превосходную центровку, более точное позиционирование и меньшую подверженность повреждениям.
Высокая точность сборки. Изолятор и плазменный генератор установлены коаксиально, что обеспечивает высокую точность. Плазменный генератор имеет модульную конструкцию с уникальной структурой. Он состоит из трубчатого компрессора дуги, изолятора (сепаратора) и трёх параллельных вольфрамовых кольцевых анодов.
Конструкция с одним катодом/анодом. При сочетании этих двух компонентов дуга формируется внутри распылительного пистолета, создавая плазменный факел для распыления. Конструкция HE100 совместима со всеми режимами работы без каких-либо модификаций. В отличие от некоторых обычных распылительных пистолетов, которые часто имеют множество сложных конфигураций катода/анода, HE100 имеет одинарную комбинацию катода/анода, что упрощает конструкцию пистолета и повышает его технологическую адаптируемость.
Раздельное сопло. В обычных коммерческих плазменных распылителях анод и сопло объединены в один узел. Эта раздельная конструкция сопла и анода является ещё одним нововведением HE100. Одним из преимуществ этой раздельной конструкции является то, что поток воздуха, подаваемого порошком, не мешает процессу дуговой плазменной обработки, а струя порошка не истирает анод. Кроме того, раздельное сопло позволяет использовать более широкий спектр методов инжекции порошка.
Различные способы подачи порошка. Доступны различные режимы подачи порошка, включая внешние сопла с различными отверстиями, внутренние радиальные сопла и внутренние осевые сопла, для удовлетворения различных потребностей.
HE100 использует традиционную конструкцию с одним анодом и одним катодом, что обеспечивает простоту и удобство обслуживания распылителя. Пистолет оснащён запатентованным компактным плазменным генератором и использует уникальную технологию стабилизации длинной дуги, что позволяет создать по-настоящему высоковольтный, слаботочный плазменный распылитель. Эта технология высоковольтной длинной дуги представляет собой значительный прорыв в технологии дуговой плазменной обработки. Превосходные технические характеристики: сверхдлинная дуга, высокая доля двухатомного газа, высокоскоростной плазменный факел с высокой энтальпией.
Успешное внедрение высоковольтной слаботочной дуги значительно улучшило технические характеристики плазменных распылителей. Сверхдлинная дуга постоянного тока позволяет использовать большую долю двухатомного газа, что значительно повышает энергию плазменного факела. Сверхдлинная дуга и высокая доля двухатомного газа делают HE100 сверхзвуковым плазменным распылителем с высокой энтальпией. Основные характеристики распылителя HE100 описаны ниже.
Благодаря успешному внедрению высоковольтной слаботочной технологии в распылитель, высокая мощность распылителя может быть достигнута даже при низких токах (менее 400 А), достигая максимальной мощности 100 кВт. Это облегчает распыление тугоплавких материалов и повышает производительность распыления, что делает его особенно подходящим для распыления больших валков. Высокая энтальпия плазменного распылителя
Распылитель может использовать рабочие газы как аргон-азот-гелий, так и аргон-азот-водород. Благодаря достижениям в технологии стабилизации длинной дуги, HE100 может использовать в работе высокую долю двухатомного газа, достигающую более 60%. Под действием дуги молекула двухатомного газа сначала диссоциирует на два атома. Таким образом, ионизированный двухатомный газ содержит не только энергию ионизации атомов, но и значительную часть энергии диссоциации молекул. Таким образом, плазменный факел, создаваемый высокой долей двухатомного газа, обладает высокой энтальпией и огромной энергией. Это не только повышает эффективность осаждения, но и увеличивает производительность при распылении тугоплавких материалов.
Высокая мощность и высокая энтальпия плазменного распылителя HE100 обеспечивают высокую скорость пламени. При правильном сочетании сопел можно получить сверхзвуковое пламя. В пламени на выходе из распылителя можно отчетливо увидеть множество ярких узлов Маха, иногда до семи, что характерно для сверхзвукового пламени. Высокая скорость пламени обеспечивает высокую скорость частиц, что, в свою очередь, позволяет получать плазменные покрытия с низкими или даже с компрессионными напряжениями. Скорость частиц в системе HE100 сопоставима со скоростью частиц в некоторых системах HVOF, однако скорость распыления (производительность) и эффективность осаждения в два-три раза выше. Это достигается благодаря высокой энтальпии и температуре плазменного факела.
Плазменная система HE100 использует уникальную замкнутую систему управления CITS от Прогрессивная поверхность, обеспечивающую чрезвычайно стабильную работу плазменного распылителя. Напряжение и ток в распылителе чрезвычайно стабильны.
HE100 идеально подходит для напыления керамических покрытий высокой плотности, обеспечивая высокую производительность и чрезвычайно стабильную работу. Он особенно хорошо подходит для крупномасштабного промышленного производства керамических анилоксовых валов.
HE100 отличается превосходными техническими характеристиками благодаря инновационной конструкции распылителя. Плазменный распылитель HE100 использует сверхдлинную плазменную дугу и высокую долю двухатомного газа, создавая высокоскоростной плазменный факел с высокой энтальпией, высокой мощностью и высокой скоростью частиц. Надежные возможности управления системы CITS обеспечивают длительную и стабильную работу. Система распыления HE100 особенно хорошо подходит для промышленного производства крупногабаритных изделий на заводах.
HE100 использует усовершенствованный высоковольтный режим работы с низким током, что значительно снижает выгорание сопла/катода и существенно продлевает срок службы расходных материалов.
Инновационная конструкция распылителя HE100, мощное управление CITS и универсальные методы подачи порошка обеспечивают системе распыления исключительно широкий диапазон технологических режимов, обеспечивая исключительную адаптивность и возможность находить наиболее оптимальную конфигурацию процесса для каждого распыляемого материала. Таким образом, HE100 особенно хорошо подходит для научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в научно-исследовательских институтах и университетах, позволяя разрабатывать новые материалы для термического напыления, исследовать новые процессы плазменного напыления для различных материалов, а также изучать новые механизмы сцепления покрытий и изменения материалов при изменяющихся параметрах.