LaTex - Lasertexturering före termisk sprutning

Det övergripande målet med projektet är att demonstrera effektiviteten och fördelarna med lasertexturering före termisk sprutning i industriella miljöer.

De förväntade effekterna är många, varav några är:

• Lasertexturering ger en definierad ytråhet och topografi. Det kan användas för olika material och geometrier, vilket möjliggör en bredare användning av termisk sprutning
• Förbättrad resursanvändning: inget behov av rengöringskemikalier, färskvatten, blästermaterial inkl. kassering, jämförelsevis låg elanvändning
• Förbättrad arbetsmiljö med minskat buller, vibrationer och partiklar
• Långsiktigt: implementering av kompakta produktionsenheter för mångsidig användning för en resilient produktion

Bakgrund

Termisk sprutning är en beläggningsteknik som ofta används för att snabbt bygga tjocka tåliga beläggningar på olika material för ytegenskaper, hållbara skikt och reparationer. Under processen sprutas ett smält material på en ojämn yta; smältan fyller ytans håligheter och stelnar för att på så sätt skapa en sammankoppling mellan materialen.

Den resulterande vidhäftningen är främst mekanisk; substratytans topografiska struktur är därför nyckeln till en god låsning. Idag skapas den ojämnheten genom sandblästring, dvs. ytbombardering med hårda partiklar för att skapa kratrar, i en flerstegsprocess som inkluderar för- och efterbehandling. På detta sätt uppnås en ren yta med tillräcklig grova ojämnheter (kemisk avfettning, borttagning av sandrester med tryckluft).

LaTex förslag

Projektet LaTex föreslår att dagens flerstegsblästringsprocess ska ersättas med enstegsprocessen lasertexturering. Forskning har visat att lasertexturering är en effektiv förbehandling för termisk sprutning för att få beläggningar med god vidhäftning och lång livslängd. Mycket reproducerbara och specifika ytstrukturer uppnås med ett smart val av laserparametrar. Ur ett miljöperspektiv kommer implementeringen av lasertexturering att ha flera positiva effekter: inget behov av kemikalier, vatten eller sand; minskad elförbrukning; förbättrad arbetsmiljö genom eliminering av buller, vibrationer och damm i samband med blästring.

Projektarbete

Projektets mål är att demonstrera effektiviteten av lasertexturering före termisk sprutning i industriella miljöer. Arbetet kommer att utföras av ett konsortium som täcker hela värdekedjan och kommer att delas in i fyra huvudaktiviteter:

Texturdesign: till skillnad från sandblästring ger lasertexturering möjligheten att erhålla en definierad ytråhet med en definierad topografi som kan optimeras för varje särskilt fall (substrat, beläggning) men vilka är riktlinjerna för att enkelt välja behandlingsparametrar?

Demonstranter av verkliga komponenter: när parametrarna har valts, hur går man från labbskala till produktionslinje? Syftet här är att tillverka riktiga komponenter, se effekten av laserbehandlingen på komponentens egenskaper och hur komponentgeometrin påverkar laserbehandlingen.

Fallet för industrialisering: vilka är de kvalitativa och kvantitativa fördelarna som förväntas när det gäller hållbarhet, produktionstider och kostnader samt arbetsmiljö- och säkerhetsaspekter? Livscykelanalys och affärsfallstudie med avseende på automatisering är väsentliga i detta skede.

Dela resultaten: arbetet i projektet kommer att täcka en mängd olika material, geometrier och tillämpningar som gör det möjligt att dra allmänna slutsatser och riktlinjer av intresse för termisk spraygemenskap. Resultaten kommer att delas på flera nivåer: akademiska (forskningspublikationer), pedagogiska (kursmaterial) och industriella (interna och externa workshops).

Arbetet i projektet LaTex utförs inom det strategiska innovationsprogrammet Produktion2030, en gemensam satsning av Vinnova, Formas och Energimyndigheten.