Natryskiwanie termiczne – prekursor druku 3D

Natryskiwanie termiczne (z j. ang. thermal spray) to metoda opracowana w latach 20-stych ubiegłego wieku polegająca na natryskiwaniu płomieniowym powierzchni metalowej stopionym proszkiem innego metalu lub stopu (lub przy pomocy łuku elektrycznego, gdzie wykorzystuje się drut wykonany ze sproszkowanego metalu).

Inną odmianą jest natryskiwanie plazmowe, gdzie strumień plazmy służy do uzyskania wysokich temperatur rzędu 15 000°C. Pozwala to na stosowanie materiałów trudnotopliwych jak tlenku molibdenu, czy ceramiki na warstwy wierzchnie.

Natryskiem termicznym można nanosić warstwy metalu o grubościach od kilkudziesięciu mikronów do kilku milimetrów, w zależności od potrzeb. Metoda ta pozwala na szybkie pokrycie powierzchni detalu i jest bardziej efektywna od techniki galwanicznej, czy chemicznego lub fizycznego osadzania z par metalu (CVD, PVD). Materiał do natrysku podawany jest w postaci drutu lub proszku, gdzie stapia się go do postaci cząstek wielkości mikrometrów nadając mu znaczną prędkością. W ten sposób jest osadzany na powierzchni przedmiotu obrabianego. Jakość warstwy najczęściej określa się poprzez zmierzenie porowatości powierzchni, która zwiększa się z prędkością osadzania cząstek. W przypadku określenia wytrzymałości warstwy napawanej wykonuje się pomiary twardości lub mikrotwardości.

Metodę natrysku termicznego stosuję się w celu poprawienia wytrzymałości warstwy wierzchniej, chroniąc produkty przed erozją lub polepszeniem właściwości trybologicznych (odporności na ścieranie), czy regeneracji istniejących powłok wykonanych poprzez obróbkę cieplną. Oczywiście możemy też zabezpieczyć nasz detal przed korozją. Jak każda technologia również natryskiwanie termiczne posiada wady takie jak porowatość warstw oraz niejednorodność struktury. Niemniej jednak odpowiedni dobór technologii natrysku jest w stanie zniwelować pewne niedogodności.

Literatura

Kuroda, Seiji; Kawakita, Jin; Watanabe, Makoto; Katanoda, Hiroshi (2008). “Warm spraying—a novel coating process based on high-velocity impact of solid particles”.Sci. Technol. Adv. Mater. 9 (3)