Analiza numeryczna mechanizmu wiązania proszku cyny z powierzchnią tworzywa sztucznego w procesie natryskiwania na zimno

Abstract

Analiza numeryczna mechanizmu wiązania proszku cyny z powierzchnią tworzywa sztucznego w procesie natryskiwania na zimno numerical simulation of tin powder spraying onto aBs substrate plastic in the cold spray method Mgr inż. aleksandra Małachowska, mgr inż. Marcin Winnicki, dr hab. inż. andrzej ambroziak, prof. PWr -Politechnika Wrocławska. StreszczenieW procesie nanoszenia powłok metodą Cold Spray cząsteczki są przyspieszane do dużych prędkości za pomocą rozgrzanego i sprężonego gazu, a po uderzeniu w podłoże osadzają się wskutek deformacji plastycznej. Ze względu na niską temperaturę występującą w tej metodzie wydaje się ona odpowiednia do metalizacji tworzyw sztucznych. W artykule zawarto analizę literaturową z zakresu metalizacji tworzyw sztucznych. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej mES nanoszenia proszku cyny na podłoże z tworzywa ABS. Analizie zostały poddane pola temperatury podczas procesu nanoszenia. Otrzymane wyniki zweryfikowano w oparciu o zdjęcia z mikroskopu skaningowego. abstractIn Cold Spray process particles are accelerated to high speed by heated and compressed gas, and after impact deposited on the substrate as a result of plastic deformation. Due to the low temperatures during the process the Cold Spray method seems to be appropriate to the metallization of plastics. The article includes analysis of the literature of plastics metallization. The results of numerical simulation of tin powder spraying onto ABS substrate plastic are presented. The temperature fields during the spraying process are analyzed. The obtained results are verified on the basis of scanning microscope images.Wstęp metoda natryskiwania na zimno (Cold Spray) wynaleziona w latach 80 ub.w. w Rosji należy do najnowszej generacji metod natryskiwania cieplnego. Istota jej działania opiera się na przyspieszeniu nanoszonego proszku w strumieniu sprężonego i podgrzanego gazu do prędkości naddźwiękowych przy zastosowaniu zbieżno-rozbieżnej dyszy de Lavala. W zależności od stosowanego ciśnienia gazu wyróżnia się dwie odmiany natryskiwania na zimno: nisko-i wysokociśnieniową.W przypadku metody niskociśnieniowej gazem roboczym jest najczęściej powietrze o ciśnieniu do 1 mPa, a nagrzewnica umieszczona jest w palniku. Proszek wprowadzany jest radialnie tuż za przewężeniem (rys. 1). Fig. 1. Scheme of Low Presure Cold Spray method [1] Rys. 1. Schemat metody niskociśnieniowego natryskiwania na zimno [1]