Venture Engineering

Laser cladding คืออะไร ?? ที่นี้มีคำตอบ

admin — Tue, 12 Mar 2024 09:44:20 +0000

ข้อมูลทั่วไปของ Laser cladding

Laser cladding คือการเชื่อมชนิดหนึ่งโดยการใช้แสงเลเซอร์ที่มีความเข้มข้นสูง ยิงไปที่ผิววัสดุเพื่อให้เกิดบ่อหลอม จากนั้นจะมีการพ่นผงโลหะลงไปที่บ่อหลอมเพื่อให้ให้ผงที่พ่นลงไปหลอมรวมกับเนื้อวัสดุเดิมกลายเป็นผิวเชื่อมขึ้นมา

การทำ Laser cladding เป็นวิธีการที่ควบคุมคุณภาพงานเชื่อมได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากทุกๆขั้นตอนนั้นจะเป็นระบบอัตโนมัติ (Automation) ซึ่งจะทำให้การผลิตซ้ำในทุกๆชิ้นงานจะได้คุณภาพที่เหมือนกันทั้งหมด อีกหนึ่งข้อดีนั้นคืออุณหภูมิในการเชื่อมที่ต่ำ ซึ่งจะไม่ทำให้วัสดุเปลี่ยนคุณสมบัติหรือทำให้ชิ้นงานโก่ง คด บิด งอ ในขณะเดียวกันก็ยังเป็นวิธีที่ทำให้วัสดุที่เติมเข้าไปหลอมรวมกับวัสดุเดิมเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งจะไม่ทำให้ผิวหลุดร่อนแต่อย่างใด

อีกหนึ่งข้อดีที่มีมากกว่าการเชื่อมแบบปกติ (TIG,MIG) คือการที่บ่อหลอมที่เกิดจากการใช้แสงเลเซอร์จะน้อยกว่ามาก ซึ่งจะทำให้วัสดุที่เติมลงไปไม่ไปกวนเข้ากับวัสดุเดิม จะทำให้ได้คุณสมบัติของวัสดุที่เราต้องการเติมลงไปอย่างแท้จริงตั้งแต่ชั้นแรก ต่างจากการเชื่อมปกติซึ่งอาจจะต้องทำถึง 2-3 ชั้นจึงจะได้คุณสมบัติของวัสดุที่เติมลงไปจริงๆ ตามปกติแล้วค่า Dilution ของการทำ Laser cladding นั้นจะอยู่ที่ 5%

หลักการทำงานของ Laser cladding

หลักการทำงานของ Laser cladding นั้นจะคล้ายกับ Laser welding หรือการเชือมเลเซอร์เป็นอย่างมาก ซึ่งจะเริ่มจากการที่เครื่องปล่อยแสงเลเซอร์ความเข้มข้นสูงไปที่ผิววัสดุ ซึ่งในขณะเดียวกันจะมี Shielding gas เพื่อปกป้องชิ้นงานจากการเกิด Oxidation ปล่อยออกมาด้วย จากนั้นเครื่องจะปล่อยผงโลหะลงไปที่บ่อหลอมที่เกิดจากแสงเลเซอร์ เกิดเป็นผิวเคลือบขึ้นมาในที่สุด แต่ข้อดีสำคัญที่มีมากกว่าการเชื่อมเลเซอร์คือการที่ 1.เนื่องจากใช้ผงเป็นวัสดุเติมลงไป จึงทำให้สามารถเลือกโลหะผสมคาร์ไบด์เป็นวัสดุเคลือบได้ 2. เนื่องจากเป็นขั้นตอนอัตโนมัติ 100% ทำให้การเชื่อมพื้นที่ใหญ่นั้นประหยัดต้นทุนไปได้มาก

Venture Engineering คือผู้นำด้าน Laser cladding ยินดีให้คำปรึกษาฟรี รายละเอียดเพิ่มเติม “คลิก”

เลือกหัวข้อที่ต้องการอ่าน

ทำไมต้องเลือกใช้ Laser cladding
คุณสมบัติเด่นของ Laser cladding
Laser cladding ของ Venture Engineering
ตารางวัสดุของ Laser cladding

ทำไมต้องเลือกใช้ Laser cladding ?

การเชื่อมแบบปกตินั้นมีการให้ความร้อนที่สูงมากแก่ชิ้นงาน ซึ่งสามารถทำให้วัสดุเปลี่ยนโครงสร้างและนำไปถึงปัญหาเพลาขาดในหลายๆครั้ง รวมถึงความร้อนที่สูงจะทำให้ชิ้นงานมีการเปลี่ยนรูปร่างเช่น โก่ง คด บิด งอ ด้วยเป็นต้น ซึ่งตรงกันข้ามกับการทำ Laser cladding ที่มีการให้ความร้อนแก่ชิ้นงานที่น้อยมาก เพราะฉะนั้นจึงเหมาะแก่การนำมาซ่อมชิ้นงานที่สำคัญของลูกค้าทั้งหลายโดยไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติวัสดุ

คุณสมบัติเด่นของ Laser cladding

ใช้ความร้อนน้อยมาก จึงไม่ทำให้เหล็กเปลี่ยนโครงสร้าง หรือชิ้นงานบิด
ผิวที่ได้หลอมรวมกับผิวชิ้นงาน แน่น ไม่มีรูพรุน ไม่หลุดร่อน
สามารถทำซ้ำได้โดยไม่กระทบแก่คุณภาพงาน เนื่องจากเป็นขั้นตอนอัตโนมัติ 100%
สามารถเชื่อมงานได้อย่างรวดเร็ว (2-3.5 kg/hr)
สามารถเลือกวัสดุได้หลากหลายกว่าการเชื่อมปกติหรือการเชื่อมเลเซอร์ เช่นกลุ่ม Tungsten Carbide

	Arc Welding	Thermal Spray	Hard-Chrome Plating	Laser Cladding
Heat Input	High	Low	N/A (Chemical process)	Low
Dilution Rate	10-40%	N/A (mechanical bonding)	No metallurgical bond	<5%
Hardness (HV)	Relatively low	<1000	800-1000	>1000
Distortion	High	Low	N/A	Low
Heat Affected Zone	Large and wide	Low	N/A	Low
Quality	Less durable	Prone to chipping and delamination	Prone to chipping and delamination	Highly dense and long life
Pre/Post Treatments	Many	Many	Many	Few
Automation	Difficult	Difficult	Difficult	Easy
Coating Thickness	>0.020"	0.020"-0.040"	0.002"-0.006"	>0.020"

Venture Engineering รับบริการ Laser cladding ยินดีให้คำปรึกษาฟรี รายละเอียดเพิ่มเติม “คลิก”

Laser cladding ของ Venture engineering

เครื่อง Laser cladding ขนาด 6kW จากเยอรมัน Laserline GmbH
เครื่องสามารถรับชิ้นงานได้ใหญ่ ความโต 1.5เมตร ความยาวสูงสุด 15เมตร
มีวัสดุให้เลือกหลากหลายไม่ว่าจะเป็นกลุ่มอัลลอย, ทังสเตนคาร์ไบด์ หรือไททาเนียม
มีโปรแกรมในการร่วมพัฒนาผิวเคลือบกับลูกค้า

Laser cladding choice of materials

Material	Typical Hardness (HV)	Thermal Stability (°C)	Application
High Strength Steels (M2, H13)	550-650	450-500	Dimension restoration, Tool repair
Aluminium Bronze	200-300	350-400	Good wear resistance, good general corrosion resistance. Ship propeller shaft.
SS309, SS316L	250-300	-	Used as root layer/build up, relatively good general corrosion resistance
Stainless 420	550-600	500-550	Great wear resistance. Dimension restoration.
Rockit 431SR	690-710	400-600	Excellent wear resistance as well as corrosion resistance. Proven succcess for laminar cooling roll
Rockit 606	890-950	500-550	Very hard and corrosion resistance. Great impact resistnace. Used for chrome replacement but better
Stellite-6	550-600	500-550	Excellent galling, wear, erosion, and cavitation protection over a wide temperature range
Stellite-21	400-450	500-550	Superior thermal and mechanical shock resistance, relatively high resistance to galling and cavitation
Hastelloy C-276	380-450	870-1230	Moderate wear resistance with exceptional corrosion resistance against acid, alkali or other media.
Inconel-625	250-300	900-1000	Applied in extremely high corrosive environments, used as buffer layer
Inconel-718	400-450	600-650	Age hardenable, high temperature stability and corrosion protection. Used for oil&gas industry.
Ni80-Cr20	300-350	1000-1100	Hot oxidation resistance
NiCrBSi-30%WC	1200-2000	600-650	Great abrasion/erosion resistance and excellent for part-to-part sliding wear due to relatively low friction coefficient
NiCrBSi-60%WC	1500-2300	600-650	Exceptional abrasion/erosion resistance and excellent for part-to-part sliding wear due to relatively low friction coefficient
NiCrBSi-65%WC	1500-2500	600-650	Extremely high abrasion/erosion resistance and excellent for part-to-part sliding wear due to relatively low friction coefficient
Colmonoy-63	600-650	500-550	Excellent resistance to aluminum liquid erosion used in high pressure die cast
Colmoynoy-88	720-840	600-650	Exceptional wear resistance coupled with great corrosion resistance.
Titanium Gr.5	330-360	400-600	Excellence strength to weight ratio. Great corrosion resistance.

The post Laser cladding คืออะไร ?? ที่นี้มีคำตอบ appeared first on Venture Engineering.

Thermal Sprayคืออะไร พ่นพอกคืออะไร

admin — Thu, 30 Jan 2020 04:43:24 +0000

ข้อมูลทั่วไปของ Thermal Spray

เทคโนโลยีพ่นพอกผิวโลหะ หรือ Thermal Spray คือกระบวนการพ่นวัสดุชนิดที่ต้องการลงบนพื้นผิวของชิ้นงานเพื่อให้เกิดผิวเคลือบ ทั้งนี้เพื่อ 1. พัฒนาคุณสมบัติพื้นผิวชิ้นงานให้เป็นไปตามที่ต้องการ หรือ 2. คืนค่าให้แก่ชิ้นงานที่สึกหรอ การพ่นพอกผิวโลหะนี้สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาพ่นพอก ทั้งนี้เพื่อปกป้องชิ้นงานจากการสภาวะแวดล้อมทีสามารถทำให้ชิ้นงานเราเสียหายได้เช่น การสึกหรอ การกัดกร่อนโดยกายภาพหรือเคมี การเสียดสี หรือ ความร้อน (Wear, Erosion, Cavitation, Corrosion, Abrasion, Heat) นอกจากนี้ยังถูกใช้ในการทำให้ชิ้นงานมีคุณสมบัติพิเศษเช่น นำไฟฟ้า ฉนวนไฟฟ้า หล่อลื่น แรงเสียดทานต่ำ แรงเสียดทานสูง หรือทนต่อสารเคมี (Electrical Conductivity or Insulation, Lubricity, High or Low Friction, Chemical Resistance) รวมไปถึงการทำให้พื้นผิวมีคุณสมบัติต่างๆตามที่ต้องการ

การพ่นพอกผิวโลหะ(Thermal Spray) นี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆเพื่อทำให้ชิ้นส่วนอุตสาหกรรมหรือเครื่องจักรมีอายุการใช้งานที่มากขึ้น หรือเพื่อซ่อมแซมและคืนค่าเดิมให้กับชิ้นส่วนที่เสียหายไป และเพื่อทำให้พื้นผิวของชิ้นส่วนมีคุณสมบัติพิเศษตามที่ต้องการ อุตสาหกรรมหลักที่นำการพ่นพอกผิวโลหะ (Thermal Spray) มาใช้ประโยชน์คือ อุตสาหกรรมการบิน อุตสาหกรรมการแพทย์ อุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้า และอุตสาหกรรมซ่อมแซมต่างๆ

วัสดุที่สามารถนำมาพ่นพอกในการทำ Thermal Spray นั้นมีหลากหลาย เช่น โลหะ อัลลอย เซรามิค พลาสติค หรือวัสดุคอมโพสิต วัสดุเหล่านี้อาจมีลักญณะเป็นผงหรือลวด นำมาผ่านความร้อนหรือหลอมและพ่นไปที่พื้นผิวชิ้นงานด้วยความเร่งสูง เมื่ออนุภาคเหล่านี้ถูกพ่นทับซ้อนกัน ก็จะเกิดเป็นผิวเคลือบในที่สุด

รูปที่1 : หลักการทำงานของ Thermal Spray (Fst.nl, 2020)

รูปที่2: การเรียงทับกันของอนุภาควัสดุในการ Thermal Spray (Fst.nl, 2020)

Venture Engineering รับบริการพ่นพอกผิวโลหะทุกชนิด ยินดีให้คำปรึกษาฟรี รายละเอียดเพิ่มเติม “คลิก”

เลือกหัวข้อที่ต้องการอ่าน

ประเภทของการพ่นพอกผิวโลหะ (Thermal Spray)
Detonation Gun
Flame Spray
HVOF
HVAF
Plasma Spray
Arc Wire Spray
Cold Spray

ประเภทของกระบวนการ Thermal Spray (พ่นพอกผิวโลหะ)

เทคโนโลยีพ่นพอกผิวโลหะ (Thermal Spray) นั้นแบ่งได้เป็นเป็น 3 กลุ่มใหญ่ ขึ้นอยู่กับวิธีการพ่นอนุภาควัสดุไปบนชิ้นงาน ดังนี้

รูปที่3: ประเภทของ Thermal Spray (Fst.nl, 2020)

Flame Spray : กระบวนการหลอมเหลววัสดุพ่นพอกโดยวิธีการให้ความร้อนทางเคมีเช่นการ Combustion

Electrical Spray : กระบวนการหลอมเหลววัสดุพ่นพอกโดยวิธีการทางไฟฟ้าเช่นการอาร์คกันของลวด ซึ่งหลักการนี้จะคล้ายคลึงกับการอาร์คของการเชื่อมที่เราคุ้นเคยกันดี

Kinetic Spray : กระบวนการนี้ไม่เหมือนกับวิธี Thermal Spray อื่นตรงที่วัสดุพ่นพอกนั้นจะไม่ถูกหลอมเหลว แต่จะพ่นเพื่อให้ไปติดกับพื้นผิวชิ้นงานด้วยค่าพลังงานจลน์ที่มหาศาลจากปืนพ่นแทน

รูปที่4: อุณหภูมิปฏิบัติงานของ Thermal Spray ชนิดต่างๆ (Fst.nl, 2020)

Detonation Gun (D-Gun)

รูปที่5: Detonation Gun (Fst.nl, 2020)

หลักการทำงาน

Detonation Gun คือกระบวนการทาง Thermal Spray การพ่นพอกทำได้โดยจะใช้ปืนจุดชนวน (D-gun) ซึ่งประกอบด้วยกระบอกน้ำโลหะที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ และท่อขาเข้าเพื่อนำก๊าซและผงเข้าไปในห้องเผาไหม้ วัสดุที่เราต้องการให้เป็นผิวเคลือบจะถูกนำเข้าไปในห้องเผาไหม้เพื่อผสมออกซิเจนและเชื้อเพลิง (Acetylene) จากนั้นส่วนผสมนี้จะถูกจุดประกายโดยหัวเทียนเพื่อสร้าง Supersonic Shock Wave ที่ขับเคลื่อนวัสดุผ่านกระบอกปืนและยิงลงบนพื้นผิวงานในที่สุด

ข้อดี

ตัวเลือกวัสดุมีหลากหลาย เช่น คาร์ไบด์ผสมโลหะ และเซรามิค
ให้ความหนาได้หลายระดับตั้งแต่ 0.05-2 mm
รูพรุนต่ำ <1%
ผิวเคลือบยึดแน่นดี >70MPa

ข้อเสีย

ไม่ทนต่อแรงดึง
เครื่องมือมีขนาดใหญ่และมีเสียงดัง

Flame Spray

รูปที่6: Flame Spray (Fst.nl, 2020)

Typical coatings

➤ Self-fluxing alloys (fusing)

➤ Iron based alloys

➤ Nickel based alloys

➤ Ceramics & Cermets

➤ Abradables

Main applications

➤ Wear resistance

➤ Corrosion protection

➤ Chemical resistance

➤ Dimensional restoration

หลักการทำงาน

Flame Spray คือกระบวนการ Thermal Spray ที่การพ่นพอกนั้นใช้เชื้อเพลิงจากแหล่งความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเชื้อเพลิงจากการเผาไหม้และออกซิเจนเพื่อสร้างแก๊สความร้อน วัสดุพ่นพอกจะถูกใส่เข้าไปในเปลวไฟในรูปแบบของลวด จากนั้นวัสดุจะถูกทำให้หลอมเหลวและถูกอัดด้วยอากาศแรงดันสูงเพื่อทำให้วัสดุที่หลอมเหลวแตกตัวเป็นอนุภาคก่อนที่จะขับเคลื่อนพวกอนุภาคเหล่านั้นเพื่อยิงลงบนพื้นผิวงานให้กลายเป็นผิวเคลือบ

ข้อดี

ถูก
เกิดฝุ่นน้อย
พกพาได้ง่าย

ข้อเสีย

คุณภาพผิวพ่นต่ำ
ผิวพ่นมีออกไซด์สูง
รูพรุนสูง
Bond strength ต่ำ

HVOF (High Velocity Oxygen Fuel )

รูปที่7: High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) (Fst.nl, 2020)

Typical coatings

➤ Nickel & Cobalt based alloys, Stellite, Triballoy, Inconel,

➤ Iron based alloys, AISI 316L, etc.

➤ Carbides & Cermets

➤ MCrAlY

Main applications

➤ Wear resistance Sliding, Abrasive, Erosion

➤ Chemical resistance

➤ High Temperature applications

➤ Dimensional restoration

หลักการทำงาน

HVOF คือกระบวนการทาง Thermal Spray ที่การพ่นพอกนั้นจะเกิดขึ้นโดยเชื้อเพลิงและออกซิเจนจะถูกอัดเข้าไปในห้องเผาไหม้ เกิดเป็นไอร้อนของเชื้อเพลิงความเร็วสูง อนุภาคผงที่ถูกฉีดเข้าไปในไอแก๊สนี้จะถูกเร่งความเร็วให้สูงจนอยู่ในช่วง Supersonic เพื่อส่งให้ไปยึดเกาะกับผิวชิ้นงานและทับกันไปเรื่อยๆจนกลายเป็นผิวเคลือบในที่สุด การรวมตัวกันของอนุภาคเพื่อที่จะเกิดเป็นผิวเคลือบนั้นไม่ใช่จากการหลอมเหลวของอนุภาคที่อุณหภูมิสูงเพียงอย่างเดียว แต่เกิดจากรวมกันของการที่อนุภาคหลอมเหลวเข้าหากันรวมกับพลังงานจลน์อันมหาศาลของอนุภาคที่ตกกระทบต่อพื้นผิวงาน และเนื่องจากนุภาคผิวพ่นตกกระทบผิวงานด้วยความเร็วสูง ผิวเคลือบที่ได้จะมีความหนาแน่นสูงที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ

ข้อดี

ผิวพ่นมีความหนาแน่นสูงเนื่องจากความเร็วตกกระทบของอนุภาคที่ความเร็วสูง
Porosity ต่ำ
ค่า Bond strength สูง
Wear resistance สูงจากผิวพ่นที่แน่นกว่า
Hardness สูงจาก Carbide Degradation ที่น้อยกว่า
Corrosion resistance สูงจากการที่ Porosity ต่ำ
ค่าOxide ต่ำ เนื่องจากอนุภาคผงมีความเร็วสูง ดังนั้นระยะเวลาในการเดินทางในอากาศสั้นทำให้เกิดออกไซด์น้อย
Deposition Rate สูง เหมาะกับงานขนาดใหญ่
ให้ความร้อนแก่ชิ้นงานน้อย เนื่องจากอนุภาคเดินทางจากปืนพ่นไปหาชิ้นงานด้วยความเร็วสูง
พ่นพอกได้หนาจากการที่ Residual stress ที่น้อย

ข้อเสีย

เป็นกระบวนการที่มีความซับซ้อนสูง เนื่องจากคุณสมบัติของ Microstructure ขึ้นอยู่กับตัวแปรที่หลากหลายขึ้นอยู่กับการปรับของผู้ปฏิบัติงาน
ขนาดของผงวัสดุที่ใช้ได้ไม่หลากหลาย อยู่ในช่วง 5-60 um
อุปกรณ์มีราคาแพง
ไม่สามารถปฏิบัติงานในที่จำกัดได้เช่น ในรูของวัตถุทรงกระบอก เนื่องจากกระบวนการ HVOF ต้องการให้มีระยะระหว่างปืนพ่นกับชิ้นงานระหว่าง 150-300mm

Venture Engineering คือผู้นำด้านการพ่นพอก HVOF ยินดีให้คำปรึกษาฟรี รายละเอียดเพิ่มเติม “คลิก”

HVAF ( High Velocity Air Fuel )

รูปที่8: High Velocity Air Fuel (HVAF) (Fst.nl, 2020)

หลักการทำงาน

HVAF คือกระบวนการ Thermal Spray ที่มีวิธีหลักการทำงานคล้ายคลึงกับ HVOF มาก แตกต่างกันตรงที่ HVOF นั้นจะใช้ Oxygen เพื่อเป็นส่วนผสมในการเผาไหม้ แต่ HVAF ใช้อากาศธรรมดาแทน

HVAF ถือว่าเป็นกระบวนการ “Warm spray” ความหมายคือจะเป็นกระบวนการที่อุณหภูมิต่ำกว่า HVOF แต่สูงกว่า Cold Spray ผงวัสดุจะถูกฉีดเข้าตามแนวแกนของปืนพ่นเพื่อรวมกับเชื้อเพลิงที่อุณหภูมิ 1900-1950 C ดังนั้นกระบวนการนี้จึงเหมาะกับการใช้วัสดุที่มีส่วนผสมคาร์ไบด์ได้เป็นอย่างดี

อย่างไรก็ตามการที่ใช้อากาศธรรมดาในการเผาไหม้จะเกิดออกไซด์น้อยกว่ากระบวนการ HVOF ที่ใช้ Oxygen ในการเผาไหม้ ดังนั้นกระบวนการ HVAF จึงถือได้ว่าเป็นกระบวนการพ่นพอกที่ไม่เกิด Oxidation หรือเกิดขึ้นน้อยมากจึงสามารถนำไปพ่นวัสดุจำพวกโลหะได้ วัสดุที่สามารถนำมาพ่นนั้นมีหลากหลายเหมือน HVOF ซึ่งไม่สามารถนำมาพ่นพอก Ceramic ได้

ข้อดี

ใช้อุปกรณ์น้อยกว่าและถูกกว่า HVOF
ไม่ต้องใช้แก๊ส Oxygen เหมือน HVOF ซึ่งเป็นของสิ่งเปลือง
สเปรย์เรทสูงถึง 33 kg/hour

ข้อเสีย

ต้องการปั๊มลมตัวใหญ่
ยังไม่มีงานวิจัยรองรับมากพอ เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่ใหม่
คุณภาพผิวพ่นยังไม่ชัดเจน

Plasma Spray

รูปที่9: Plasma Spray (Fst.nl, 2020)

Typical coatings

➤ Ceramics

➤ Carbides & Cermets

➤ Iron, Nickel & Cobalt based alloys

➤ Abradables

Main applications

➤ Wear resistance Sliding, Abrasive, Erosion, etc.

➤ Corrosion resistance

➤ Thermal barriers

➤ Combinations

หลักการทำงาน

Plasma Spray คือกระบวนการพ่นพอก Thermal Spray เพียงอย่างเดียวในเทคโนโลยยี Thermal Spray ที่สามารถใช้พ่น Ceramic ได้ วัสดุที่ใช้เคลือบนั้นจะมาในรูปแบบของผงก่อนที่จะถูกหลอมเหลวด้วยอุณหภูมิที่สูงถึง 10,000 K และตกลงบนพื้นผิวชิ้นงาน ความร้อนสูงที่เกิดขึ้นนี้มาจากการให้ความร้อนกับก๊าซ Plasma จนเกิดปฏิกริยา Ionization และให้กำเนิดประจุไฟฟ้า และเนื่องจากกระบวนการนี้มีอุณหภูมิที่สูงมาก ดังนั้นจึงสามารถพ่นพอกผงวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูงได้เช่น Ceramic เป็นต้น

เนื่องด้วย Plasma spray เป็นกระบวนการ Thermal Spray ที่ตอบสนองความต้องการที่หลากหลายได้ จึงเป็นหนึ่งในกระบวนการพ่นพอกที่ได้รับความนิยมสูงในการให้ผิวเคลือบคุณภาพสูงเพื่อการปกป้องชิ้นงานจากสภาพแวดล้อม เพื่อเป็นฉนวน และเพื่อคืนค่าให้กับชิ้นงานที่เสียหาย

Plasma spray นั้นเป็นกระบวนการที่สำคัญในการปกป้องชิ้นส่วนอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เช่น อุตสาหกรรมหนัก อุตสาหกรรมไฟฟ้า อุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ และสิ่งของเครื่องใช้

ข้อดี

ตัวเลือกวัสดุที่นำมาใช้พ่นหลากหลาย เนื่องจาก Plasma spray นั้นเป็นกระบวนการที่สามารถหลอมเหลววัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูงได้ ดังนั้นตัวเลือกของวัสดุจึงมีให้เลือกหลากหลาย
สามารถนำมาพ่นบนวัสดุที่หลากหลายได้ Plasma spray สามารถพ่นพอกบนวัสดุที่หลากหลายได้เช่น พลาสติก แก้ว โลหะ และ Ceramic
สามารถพ่นผงวัสดุได้หลากหลายขนาด เมื่อเทียบกับการพ่นพอกด้วยวิธีอื่นๆแล้ว Plasma spray สามารถใช้ผงพ่นที่มีขนาดหลากหลายได้ระหว่าง 5-100 μm

ข้อเสีย

ระบบและอุปกรณ์มีราคาแพง
อุปกรณ์ในปืนพ่นเสื่อมอย่างรวดเร็วและจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาและเปลี่ยนเป็นประจำ
อุณหภูมิที่สูงในกระบวนการ Plasma spray ทำให้เกิด Carbide Decomposition หรือ Oxidation เมื่อพ่นพอกในอากาศปกติ ทำให้ผิวพ่น Carbide หรือโลหะมีความแข็งน้อยและมีค่า Oxide เยอะเมื่อเทียบกับ HVOF

Arc Wire Spray

รูปที่10: Arc Wire Spray (Fst.nl, 2020)

Typical coatings

➤ Iron based alloys

➤ Nickel based alloys

➤ Copper & Copper alloys

➤ Aluminium, Zinc, Al/Zn alloys

➤ Babbitt alloys

Main applications

➤ Wear resistance

➤ Corrosion resistance

➤ Dimensional restoration

➤ Bond coat

หลักการทำงาน

Arc Wire คือกระบวนการพ่นพอก Thermal Spray ที่ทำงานโดยการใช้หลักการอาร์คของลวดวัสดุที่เราใช้สองเส้นที่ใส่ไปในเครื่องพ่น เมื่อลวดสองเส้นนี้มาบรรจบกันที่ปลายปืน ความต่างขั้วกันของลวดจะทำให้เกิดความร้อนเพื่อหลอมละลายลวดที่ปลายปืนพ่น จากนั้นวัสดุที่ถูกหลอมเหลวแล้วนี้จะถูกทำให้เป็นละอองโดยการอัดอากาศเข้าไปผ่านปืนพ่น ซึ่งอากาศที่อัดแน่นนี้จะเป็นสื่อพาละอองผงเหล่านี้ไปเคลือบนพื้นผิวชิ้นงานอีกด้วย

ข้อดี

เคลื่อนที่ได้ง่าย เหมาะแก่งาน on-site
ไม่ต้องการระบบหล่อเย็นหรือปั๊มลม
Spray Rate สูง

ข้อเสีย

Porosity สูง เมื่อเทียบกับ HVOF
Oxide สูง เมื่อเทียบกับ HVOF
Bond Strength ต่ำ เมื่อเทียบกับ HVOF
คุณภาพผิวพ่นด้อยกว่า Plasma และ HVOF
เป็นกระบวนการที่เกิดฝุ่นละอองจำนวนมาก เป็นอันตรายแก่ผู้ปฏิบัติการ

Venture Engineering คือผู้นำด้านการพ่นพอก Arc Wire

ยินดีให้คำปรึกษาฟรี รายละเอียดเพิ่มเติม “คลิก”

Cold Spray

รูปที่11: Cold Spray (Fst.nl, 2020)

Typical coatings

➤ Iron based alloys

➤ Nickel based alloys

➤ Copper & Copper alloys

➤ Aluminium, Zinc, Al/Zn alloys

➤ Babbitt alloys

Main applications

➤ Wear resistance

➤ Corrosion resistance

➤ Dimensional restoration

➤ Bond coat

หลักการทำงาน

Cold Spray คือกระบวนการทาง Thermal Spray ที่ แตกต่างจากวิธีการพ่นพอกปกติทั่วไป ในขณะที่กระบวนการพ่นพอกอื่นๆจะทำให้ผงวัสดุหลอมเหลว จากนั้นยิงไปที่พื้นผิวชิ้นงานเพื่อให้ติดแน่นเป็นเนื้อเดียวกัน กระบวนการ Cold spray ผงวัสดุจะถูกเร่งความเร็วด้วย Supersonic Compressed Gas ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดหลอมละลายของวัสดุ จากนั้นผงเหล่านี้จะถูกยิงไปที่พื้นผิวชิ้นงานด้วยความเร็วมหาศาลจนผงวัสดุเกิด Plastic deformation และติดแน่นกับพื้นผิวชิ้นงานในที่สุด

เนื่องจากกระบวนการ Cold spray นั้นจะไม่ใช้วิธีการหลอมวัสดุและพ่นพอกไปบนเนื้อชิ้นงานแบบวิธีอื่นๆ แต่ใช้วิธีให้ความร้อนส่วนหนึ่งบวกกับการพ่นไปบนพื้นผิวอย่างแรงเพื่อยึดเกาะชิ้นงาน ทำให้ลดปัญหาในเรื่อง Thermal degradation ได้

ข้อดี

ความร้อนที่ต่ำทำให้คุณสมบัติของผงวัสดุไม่เปลี่ยน
Oxidation ต่ำ
Hardness สูง
ไม่มี Stress จากการแข็งตัวของผงวัสดุ โอกาศแตกน้อย ทำให้สามารถพ่นได้หนากว่าปกติ

ข้อเสีย

ไม่สามารถพ่นวัสดุแข็งเปราะได้โดยปราศจากการผสมด้วยวัสดุที่มีความเปราะน้อยกว่า
ไม่สามารถพ่นบนพื้นผิวได้ทุกชนิด
ใช้แก๊สในการทำงานเยอะ
แก๊สฮีเลียมมีราคาแพง

Reference

Fst.nl. (2020). What is thermal spray? – About the thermal spray process.. [online] Available at: https://www.fst.nl/about/thermal-spray-process-what-is-thermal-spray/ [Accessed 1 Feb. 2020].

The post Thermal Sprayคืออะไร พ่นพอกคืออะไร appeared first on Venture Engineering.