Vlamspuiten en twin wire arc spuiten (over het algemeen eenvoudigweg "wire arc spraying" genoemd) zijn twee verschillende soorten thermische spuitprocessen. Met een grote overlap in de mogelijkheden van deze twee technieken kan het soms moeilijk zijn om te weten welke het meest geschikt is voor een bepaald gebruiksgeval. In dit artikel bekijken we de unieke kenmerken van elke techniek, om u te helpen beslissen welke de beste coatingoplossing is voor uw toepassingen.
De term 'thermisch spuiten' omvat een breed scala aan verschillende technieken, die allemaal hetzelfde fundamentele werkingsprincipe delen: door een grondstof van afzettingsmateriaal te verwarmen – vaak in draad- of poedervorm – en gesmolten of halfgesmolten druppels ervan te versnellen naar een substraat kan een coating worden gevormd. Thermische spray wordt gebruikt om structuren en componenten te coaten met een breed scala aan metalen en keramiek om bescherming te bieden tegen corrosie, wrijving of andere zware bedrijfsomstandigheden.
Vlamspuiten en draadboogspuiten waren de eerste thermische spuittechnieken die werden uitgevonden. Ze blijven de eenvoudigste en meest voorkomende vormen van thermisch spuiten.
Werkingsprincipes van vlamspuiten en draadboogspuiten
Het fundamentele verschil tussen vlamspuiten en draadboogspuiten is de manier waarop warmte aan het uitgangsmateriaal wordt toegevoerd. Bij vlamsproeien wordt – zoals de naam al doet vermoeden – gebruik gemaakt van een vlam, meestal een combinatie van zuurstof en acetyleen of propaan. Afzettingsmateriaal wordt in draad- of poedervorm in de vlam gebracht, en een stroom samengeperste lucht versnelt druppels van het gesmolten afzettingsmateriaal naar het substraat om het te bedekken.
Draadboogspuiten daarentegen gebruikt een elektrische boog om het grondstofmateriaal te verhitten. Het afzettingsmateriaal wordt altijd aangevoerd in de vorm van twee draden (vandaar de naam "twin wire arc spraying"), die door aandrijfrollen in het spuitpistool worden gevoerd. In het spuitpistool wordt een potentiaalverschil tussen de twee draden toegepast, zodat er elektrische boogvorming plaatsvindt. Dit zorgt ervoor dat de uiteinden van beide draden smelten. Een gasstroom met hoge snelheid verwijdert gesmolten materiaal van de draadpunten en versnelt het naar het substraat, terwijl grotere druppels worden afgebroken tot kleinere.
Praktische verschillen tussen vlamspuiten en draadboogspuiten
De operationele verschillen tussen vlamspuiten en draadboog lijken misschien klein: bij beide technieken wordt warmte en samengeperst gas op het afzettingsmateriaal toegepast om het te smelten en naar het substraat te spuiten. De verschillende werkingsprincipes hebben echter verschillende praktische gevolgen.
Vlamspuiten en draadboogspuiten bieden verschillende prestaties. Draadboogspuiten kan hogere depositiesnelheden opleveren (op voorwaarde dat de apparatuur een voldoende hoog vermogen kan leveren); uitlenen aan toepassingen waarbij snelheid belangrijk is. Vlamspuiten heeft echter het voordeel op een aantal andere prestatiegebieden: vlamspuiten kan een betere procescontrole bieden, wat leidt tot een stabielere kwaliteit, minder oxidatie – vooral belangrijk bij toepassingen waarbij geleidbaarheid van het metaal absoluut noodzakelijk is (koper, zink) – en dichter coatings geschikt voor veeleisende anti-corrosietoepassingen. Bovendien biedt vlamdraadspuiten een hogere afzettingsefficiëntie dan draadboogspuiten, wat betekent dat er minder materiaal verloren gaat, wat leidt tot lagere kosten per massa coating en het verschil in de afzettingssnelheid uitvlakt. Een belangrijke EHS die vlamspray bevordert, is de drastisch lagere hoeveelheid fijne deeltjesuitstoot, die wordt teruggebracht tot 1/60evergeleken met boogspray [1] wat direct leidt tot een verminderd risico op metaaldampkoorts.
De eenvoud van vlamspuiten betekent doorgaans dat het lagere kapitaalkosten heeft dan draadboogspuiten. De bedrijfskosten van vlamspuiten zijn echter over het algemeen hoger vanwege de noodzaak van brandstofgassen. Vaak kan de keuze tussen vlam- en boogspuiten worden bepaald door een kostenanalyse over de gehele levensduur en de oppervlaktegeometrie: kleinere oppervlakken profiteren van de smalle spuitstroom en minder overspray van vlamspuiten, terwijl grotere oppervlakken profiteren van de snelheid van boogspuiten.
