用于金属涂覆的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于对工件的至少一个表面进行金属涂覆的方法和系统，其中在涂覆之前，借助于测量设备检测待涂覆的表面中带有峰和谷的表面结构，借助于至少一个沉积设备执行涂覆，沉积设备相对于表面移动且在该过程中施加涂覆材料，以及，基于检测到的表面结构通过控制设备控制沉积设备，其中在谷的区域中施加较多材料且在峰的区域中施加较少材料。较多材料且在峰的区域中施加较少材料。较多材料且在峰的区域中施加较少材料。

【技术实现步骤摘要】
用于金属涂覆的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的用于对工件的至少一个表面进行金属涂覆的方法。
[0002]本专利技术进一步涉及一种根据权利要求13的用于对工件的至少一个表面进行金属涂覆的系统。

技术介绍

[0003]长久以来已知用于使用涂覆装置(借助于其将金属涂层施加到工件表面)涂覆工件的系统和方法。此类涂覆装置用于发动机组中的缸膛的涂覆中，例如，其中使用等离子喷涂法、热喷涂法或另一金属涂覆方法。
[0004]从申请人的EP 3 048 181 B1已知一种用于工件的金属涂覆的方法和系统，其中，包括待涂覆的缸膛的发动机组布置在旋转台上，借助于该旋转台，工件可在装载工位和处理工位之间旋转。在此过程中，发动机组被容纳在装载工位中，其中在涂覆缸膛前使用测量设备测量缸膛。在这种情况下，可记录表面结构。然后，发动机组被旋转到涂覆位置中，其中借助于等离子喷涂将金属涂层施加到缸膛表面。同时，在将发动机组旋转到涂覆位置中时，已完成涂覆的发动机组往回旋转到装载位置中。在该过程中，使用相同的测量设备测量已涂覆的发动机组，然后将其从装载工位卸载。通过比较涂覆前和涂覆后的表面结构，可精确地确定层厚和层厚轮廓。

技术实现思路

[0005]本专利技术是基于提供一种用于工件的金属涂覆的方法和系统的目标，借助于其，可在特别高效的情况下施加具有期望表面轮廓的涂层。
[0006]根据本专利技术，该目标通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求13的特征的系统两者而解决。本专利技术的优选实施例在从属权利要求中阐述。
[0007]在根据本专利技术的用于对工件的至少一个表面进行金属涂覆的方法中，设置为：在涂覆之前，借助于测量设备检测待涂覆的表面中带有峰和谷的表面结构；借助于至少一个沉积设备执行涂覆，该沉积设备相对于表面移动且在该过程中施加涂覆材料；以及，基于检测到的表面结构通过控制设备控制沉积设备，其中在谷的区域中施加较多材料且在峰的区域中施加较少材料。
[0008]本专利技术基于以下认识：取决于预处理的种类，待涂覆的工件可具有宏观粗糙的包括峰和谷的表面结构，预处理可包括铸造、冲压、锻造以及特别是材料移除加工。在施加带有高涂覆精度的涂层时，此类粗糙的表面结构可能基本仍然存在，或者可能在已涂覆表面的表面结构上以更加明显的方式发展。为了消除该情况，根据本专利技术，取决于对于表面结构的检测值由控制设备控制涂层的沉积。在此过程中，该控制如下进行：在涂覆期间，可在工件的表面结构中存在谷的区域中局部施加较多材料，且可在其中存在较高或突出的结构的区域中局部施加较少材料。结果，可使待涂覆的工件的表面上的表面尺寸中甚至相对大的
波动在很大程度上平坦，其中也可能设置已涂覆表面的期望限定的表面轮廓。
[0009]借助于根据本专利技术的方法，可对工件进行处理，其中待涂覆的表面需要不那么精确地预处理。借助于材料的差异化沉积，也可减少涂覆材料的消耗以及涂覆中涉及的工作。
[0010]另外，可减少对已涂覆表面进行潜在后处理所需的工作。这全部减少了制造工作且降低了成本。
[0011]基本上，使用该方法可设置已涂覆表面的几乎任何表面轮廓。根据本专利技术的方法变型，特别优选的是在涂覆期间形成基本齐平的表面。这在制动盘的涂覆期间可能是特别期望的，使得这些盘从一开始就在操作期间保证高的同心度和高制动功率。
[0012]涂覆可使用用于施加金属涂层的一般方法来执行，例如等离子喷涂法、热喷涂法等等。特别优选的是涂覆通过激光沉积焊接来执行。特别耐用且稳定的涂层可因此而产生。
[0013]根据本专利技术的发展，特别有利的是，在激光沉积焊接期间，借助于沉积设备将金属粉末沉积在待涂覆的表面上，并且，借助于激光器，施加的金属粉末局部融化，使涂层形成。在该过程中，可借助于一个或多个沉积喷嘴将金属粉末施加到工件上待涂覆的点。同时，可借助于激光器使施加的金属粉末在该点处以目标方式熔化，且因此形成涂层。如果使用测量激光器来测量表面结构，涂覆设备的激光器可精确地跟随路径，测量激光器也沿着该路径在待涂覆的表面上移动。
[0014]这里特别优选的是，在涂覆期间，所施加的金属粉末的量和/或激光器的功率由控制设备控制。结果，可特别有效地设置金属粉末的消耗以及还有激光器的能量消耗。
[0015]根据本专利技术的发展，通过同时在工件上沉积涂层的至少两个沉积设备实现了特别高的涂覆性能。根据沉积设备的数量，处理时间可因此而减少。
[0016]这里特别优选的是，工件是盘形的或平面的且在两个相对的表面上执行涂覆。这可抵消剪切力以及特别还有工件上的热应力。
[0017]通过使沉积设备彼此直接相对以及通过在两侧同时执行涂覆可实现特别好的补偿。
[0018]基本上，在涂覆期间工件可以以任何方式布置，并且特别地，待涂覆的表面可以水平地布置。根据本专利技术的方法的一种特别有利的构造在于，在涂覆期间，待涂覆的表面与重力大致平行地布置。特别是在利用激光器的同时动作沉积金属粉末时，此类工件布置具有如下效果：未熔化的金属粉末从待涂覆的表面沿向下方向立即排出，并且与表面的水平布置相比，没有金属粉末或者几乎没有任何金属粉末以不期望的方式累积在待涂覆的表面上。
[0019]按照根据本专利技术的方法的另一个变型，设置为：在涂覆之后，借助于输出测量设备测量已涂覆表面，使表面结构被检测。这里，输出测量设备可为与旨在用于输入测量的设备相同的测量设备，或者可为单独的测量设备。特别地，可借助于测量激光器在输入测量期间和输出测量期间均对表面结构进行测量。在控制设备中，可将未涂覆表面的表面结构与已涂覆表面的表面结构进行比较。结果，可以可靠地确定层厚。还可以确定在涂覆期间出现的缺陷或偏差。借助于控制设备，可以基于这些测量值和比较值确定涂覆参数的变化或者开始对包括沉积设备的涂覆装置的维护。
[0020]为了实现尺寸方面特别精确的涂覆表面，根据本专利技术的发展，设置为：执行已涂覆表面的材料移除后处理，其中取决于输出测量设备中检测到的表面结构对工件应用材料移
除工具。借助于控制设备，可基于已涂覆表面的测量的表面结构来特别地调整材料移除工具，使得提供期望的最终厚度，并且使得移除已涂覆表面上的水平中任何潜在的残留和不期望的差异。
[0021]这里特别有利的是后处理包括磨削、珩磨、研磨和/或抛光。原则上也可以使用其他机加工处理，例如借助于激光器的材料移除。
[0022]此外，本专利技术包括一种用于对工件的至少一个表面进行金属涂覆的系统，其中该系统包括：测量设备，借助于该测量设备检测待涂覆的表面中带有峰和谷的表面结构；用于沉积涂层的至少一个沉积设备，其中沉积设备可在涂覆期间相对于工件的表面移动；以及控制设备，其设计成基于检测到的表面结构来控制沉积设备，其中在谷的区域中施加较多材料且在峰的区域中施加较少材料。
[0023]使用该系统，可以特别地执行上述方法。由此可实现所述的优点。
[0024]在过程中，沉积设备特别设计为用于执行激光沉积焊接。
[0025]有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于对工件(5)的至少一个表面(6)进行金属涂覆的方法，其中：-在涂覆之前，借助于测量设备(42)检测待涂覆的所述表面(6)中带有峰和谷的表面结构，-借助于至少一个沉积设备(25)执行所述涂覆，所述沉积设备相对于所述表面(6)移动且在该过程中施加涂覆材料，以及-基于检测到的表面结构通过控制设备控制所述沉积设备(25)，其中在谷的区域中施加较多材料且在峰的区域中施加较少材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述涂覆期间形成基本齐平的表面(8)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述涂覆被执行为激光沉积焊接。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述激光沉积焊接期间，借助于所述沉积设备(25)将金属粉末沉积在待涂覆的所述表面(6)上，以及借助于激光器，施加的金属粉末局部熔化，使涂层(7)形成。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在所述涂覆期间，施加的金属粉末的量和/或所述激光器的功率由所述控制设备控制。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少两个沉积设备(25)同时在所述工件(5)上沉积涂层(7)。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述工件(5)是盘形的或平面的，以及在两个相对的表面(6)上执行涂覆。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述沉积设备(25)彼此直接相对且在两侧同时执行所述涂覆。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：斯图姆机械装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：