Vad är kallspray?
Kallspray är en relativt ny teknik som hör till de termiska sprayteknikerna. Det är dock i själva verket en fast tillståndsprocess där pulverpartiklarna accelereras till överljudshastigheter och slår mot varandra när de kolliderar med det substrat som ska beläggas.
Tack vare den låga termiska tillförseln till substratet lämpar sig kallsprutning för temperatur- eller oxidationskänsliga material. Dessutom sker inga fasförändringar och ingen korntillväxt i substratet. Detta är ytterst fördelaktigt när det sprutade objektet har genomgått värmebehandlingar för att öka hårdhet, styrka eller seghet, vilket skulle försämras när den termiska tillförseln till substratet blir för hög. Dessutom utgör de andra värmerelaterade problemen i andra, varma, termiska sprutmetoder, t.ex. termiska restspänningar eller termisk krympning, inget problem vid kallsprutning.
Vilka användningsområden?
På grund av de tryckspänningar som bildas under pulverpartiklarnas plastiska deformation kan tjocka beläggningar eller materialavlagringar bildas. Kallsprutning är därför lämplig för att reparera alla typer av metalldelar. Ett exempel från flyg- och rymdsektorn finns i magnesiumväxellådshus i helikoptrar. De korroderar till följd av skadade beläggningar eller svåra miljöförhållanden, med oljeläckage som följd. Utan kallspray var det ofta nödvändigt att skrota dessa höljen. Geometrisk återställning av dessa skador med kallspray minskar kostnaderna och det miljömässiga fotavtrycket. Liknande tillämpningar är restaurering av gjutformar, formgjutningar eller fordonskomponenter. Eftersom det är möjligt att göra stora tjockleksavlagringar används kallsprutning även som en additiv tillverkningsteknik. Den kan användas för att forma helt nya delar eller för att lägga till funktioner i befintliga objekt. Jämfört med de längre existerande additiva tillverkningsteknikerna möjliggör kallsprutningsbaserad tillverkning en högre bygghastighet. Som ett resultat av detta kan stora(r) delar tillverkas till relativt låga kostnader.
Friheten i materialvalet gör att mängden tillämpningar är enorm. Bland de metaller som kan bearbetas finns stål, aluminium, koppar, brons, magnesium och många andra inklusive ett stort antal av deras legeringar. Förutom metaller kan även polymerer, keramik eller metallmatriskompositer som karbidbaserade blandningar (t.ex. WC-Co eller CrC-Ni) bearbetas. Alla dessa material gör det möjligt att applicera alla typer av funktionella beläggningar. Tänk på förbättrad korrosionsbeständighet, förbättrad slitstyrka eller andra tribologiska egenskaper som följer med tillämpningen av ett särskilt sprutmaterial.
Gemensamt forskningsprogram med NLR
För att kallsprutning ska kunna bilda en välhäftande, högkvalitativ beläggning eller produkt måste man känna till effekten av alla material- och processvariabler som är inblandade. För varje specifik tillämpning kommer maskininställningar och processförhållanden att skilja sig åt. Därför strävar Royal NLR efter att bygga upp erfarenhet och kunskap om kallsprutning tillsammans med partner från industrin, små och medelstora företag, universitet eller forskningsinstitut. För detta ändamål kommer ett fyraårigt gemensamt forskningsprojekt att inrättas där deltagarna kan bidra med sina tekniska frågor och forskningsämnen. Deltagande företag uppmuntras att komma med en demonstrator som ska utvecklas.
Programmet kommer att utformas som ett offentlig-privat partnerskap, där varje företag bidrar med cirka 30 000 euro per år. NLR kommer att bidra med betydande belopp (i storleksordningen 25-30 % av den totala budgeten) och använda TKI som en multiplikator för projektbudgeten. Mer information om detta ämne finns i avsnittet om offentlig-privata partnerskap på denna webbplats.
Med utgångspunkt i svaren kommer NLR att vara värd för ett möte för att presentera det gemensamma forskningsprogrammet (offentlig-privata partnerskap) om kallspray. Intresserade företag uppmanas att fylla i frågeformuläret för att ange sina intressen och forskningsämnen för programmet. Mer information finns i avsnittet om Cold Spray PPP-samling på den här webbplatsen.