DE102007019329A1

DE102007019329A1 - Components produced by thermal spraying from predominantly metallic materials

Info

Publication number: DE102007019329A1
Application number: DE102007019329A
Authority: DE
Inventors: Markus Dirscherl
Original assignee: Innovaris GmbH and Co KG
Current assignee: HERMLE MASCHINENBAU GMBH, 78559 GOSHEIM, DE
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2008-10-30
Also published as: WO2008128694A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, welches aus mindestens zwei Materialien durch thermisches Spritzen hergestellt ist, wobei das Bauteil durch die Materialkombination und deren räumliche Verteilung im Bauteil vorbestimmte Eigenschaften aufweist.The invention relates to a component which is produced from at least two materials by thermal spraying, wherein the component has predetermined properties by the combination of materials and their spatial distribution in the component.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren, bei dem Bauteile aus mindestens zwei verschiedenen Materialien durch thermisches Spritzen hergestellt werden, sowie diese Bauteile.The The present application relates to a method in which components at least two different materials produced by thermal spraying be, as well as these components.

Die individuelle Änderung der Eigenschaften verschiedener Materialien bei einer Änderung der Temperatur wird in einer Vielzahl von technischen Anwendungen ausgenutzt. So führt die unterschiedliche thermische Längenausdehnung von zwei miteinander verbundenen Metallen zu einer mechanischen Verformung, die z. B. in den sogenannten Bimetallschaltern ausgenutzt wird.The individual modification of the properties of different materials when changing the temperature is in a variety exploited by technical applications. So leads the different thermal expansion of two interconnected Metals to a mechanical deformation, the z. B. in the so-called Bimetal switches is exploited.

Andere Werkstoffkombinationen können nach einer mechanischen Verformung durch Erwärmung wieder in ihre ursprüngliche Form gebracht werden. Durch Aufeinanderschichten von Materialien unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit ergibt sich ein Körper, der längs der Schichten als Wärmeleiter und quer zu den Schichten als Isolator dient.Other Material combinations can after a mechanical deformation by warming back to its original shape to be brought. By stacking different materials Thermal conductivity results in a body the along the layers as a heat conductor and across to the layers serves as insulator.

Die Änderung des elektrischen Widerstands mit der Temperatur wird in Widerstandsthermometern genutzt. Die Thermokraft führt zu einem Stromfluss, wenn zwei unterschiedliche Metalle einen geschlossenen Stromkreis bilden und die beiden Kontaktstellen unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Dieser Effekt wird in Thermoelementen zur Temperaturmessung oder in Umkehrung des Effektes in Peltier-Elementen zur Kühlung genützt.The change of electrical resistance with temperature is measured in resistance thermometers used. The thermoelectric force leads to a flow of current when two different metals form a closed circuit and the two contact points have different temperatures. This effect is used in thermocouples for temperature measurement or in reversal of the effect in Peltier elements for cooling availed.

In der Mikroelektronik werden durch dotieren von Silizium auch bereits Körper erzeugt, die diese Effekte ausnutzen und hauptsächlich in der Sensorik eingesetzt werden.In The microelectronics are already doped by doping silicon Generates bodies that exploit and mainly exploit these effects be used in the sensor.

Im makrotechnischen Maßstab erweist sich der Aufbau derartiger Bauteile jedoch insbesondere dann als schwierig wenn sehr unterschiedliche Materialien wie z. B. Aluminium oder Kupfer und Stahl miteinander verbunden werden sollen, wobei sich gerade mit diesen Kombinationen hochinteressante thermische Eigenschaften erzielen lassen. Mechanische Verfahren scheitern dabei daran, dass entweder keine ausreichende Verbindung zustande kommt oder Zusatzwerkstoffe wie Kleber oder Lote verwendet werden, die die gewünschten Eigenschaften negativ beeinflussen.in the Macrotechnical scale proves the structure of such However, components are particularly difficult if very different Materials such. As aluminum or copper and steel together to be connected, while watching with these combinations achieve highly interesting thermal properties. Mechanical procedures fail because either no adequate connection or additional materials such as adhesives or solders are used, which adversely affect the desired properties.

In Frage kommen noch aufbauende Verfahren, wie das direkte und indirekte Lasersintern im Pulverbett, das Elektronenstrahlsintern sowie das Auftragsschweißen.In The question is still constructive procedures, such as the direct and indirect Laser sintering in the powder bed, electron beam sintering and build-up welding.

Das Indirekte Selektive Lasersintern ist ein Derivat des Selektiven Lasersinterns, bei dem die Energie des zum Einsatz kommenden Laserstrahls ein Anschmelzen des, ein jedes metallische Pulverkorn umhüllenden, polymeren Binders und damit das Entstehen eines sogenannten »grünen« Bauteils bewirkt. In sequentiell nachgeschalteten Prozessschritten wird die Bauteilfestigkeit gesteigert, der polymere Binder entfernt und die dadurch entstehende Porosität durch Infiltration eines niedrigschmelzenden metallischen Werkstoffs gesenkt. Gerade letzterer Prozessschritt bewirkt jedoch bei den Bauteilen thermische Eigenschaften, die weitestgehend denen des infiltrierten Metalls entsprechen.The Indirect Selective Laser Sintering is a derivative of the selective Lasersinterns, in which the energy of the laser beam used to a Melting of, enveloping each metallic powder grain, polymeric binder and thus the emergence of a so-called "green" component causes. In sequential downstream process steps is the Increased component strength, removed the polymeric binder and the Resulting porosity by infiltration of a lowered low-melting metallic material. Just the latter Process step, however, causes thermal properties of the components, which largely correspond to those of the infiltrated metal.

Das Direkte Selektive Lasersintern unterscheidet sich vom Indirekten Selektiven Lasersintern durch den Einsatz energiereicherer Laserstrahlen, die nicht einen polymeren Binder, sondern das metallische Pulver selbst anschmelzen oder aufschmelzen. Die Einschränkung dieses Verfahrens liegt ebenso wie beim Laserauftragsschweißen darin, dass keine Materialkombinationen wie z. B. Aluminium und Stahl verarbeitet werden können.The Direct selective laser sintering differs from the indirect one Selective laser sintering through the use of high-energy laser beams, the not a polymeric binder, but the metallic powder itself melt or melt. The limitation of this Method is as well as laser deposition welding in that no material combinations such. B. aluminum and Steel can be processed.

DE 2 044 249 A beschreibt einen Verbundwerkstoff oder -element, bestehend aus mindestens zwei Komponenten, von denen die eine innerhalb der anderen angeordnet ist, wobei der Grenzflächenverbund im wesentlichen auf der gesamten Berührungsfläche zwischen den Komponenten derart beschaffen ist, dass seine lokale Scherfestigkeit mit zunehmender Zugspannung in dem Werkstoff oder Element abnimmt. DE 2 044 249 A describes a composite material or element consisting of at least two components, one of which is disposed within the other, wherein the interfacial bond is substantially on the entire interface between the components such that its local shear strength increases with increasing tensile stress in the material or Element decreases.

Die DE 10 2005 001 367 A1 betrifft ein Bauteil mit einer Hybridstruktur. Desweiteren wird ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils beschrieben.The DE 10 2005 001 367 A1 relates to a component with a hybrid structure. Furthermore, a method for producing the component according to the invention is described.

DE 10 2005 020 907 A1 offenbart eine Hohlstruktur aus faserverstärktem Kunststoff mit Lasteinleitungselementen zur Einleitung, Aufnahme und zur Lagerung von Kräften und/oder von Momenten, wobei der faserverstärkte Kunststoff an die Innenkonturen der Lasteinleitungselemente angeordnet ist. DE 10 2005 020 907 A1 discloses a hollow structure made of fiber-reinforced plastic with load introduction elements for the introduction, reception and storage of forces and / or moments, wherein the fiber-reinforced plastic is arranged on the inner contours of the load introduction elements.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauteils bereitzustellen, das obige Probleme ausräumt.It Object of the present invention, a component and a method to provide such a component, the above Eliminating problems.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Bauteil gelöst, welches aus mindestens zwei verschiedenen Materialien durch thermisches Spritzen hergestellt ist, wobei das Bauteil durch die Materialkombination und deren räumliche Verteilung im Bauteil vorbestimmte Eigenschaften, insbesondere mechanische Verformbarkeit, Längenausdehnung oder Wärmefluss aufweist. Hierdurch wird ein Bauteil geschaffen, das durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien oder Materialmischungen spezifische Charakteristika, wie etwa eine Geometrieveränderung innerhalb des Bauteils, z. B. zur Regelung eines Kühlkanals, aufweist.According to the invention this object is achieved by a component which is made of at least two different materials by thermal spraying, wherein the component by the combination of materials and their spatial distribution in the component has predetermined properties, in particular mechanical deformability, elongation or heat flow. As a result, a component is created, the specific characteristics by the use of different materials or material mixtures, such as a geometry Verän within the component, eg. B. for controlling a cooling channel having.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Bauteil innere Kavitäten auf, welche etwa als Kühlkanal wirken. Durch die spezielle Material- oder Materialmischungsauswahl im Bauteil lassen sich durch adäquates Ansteuern der spezifisch gewählten Materialien oder Materialmischungen etwa Verengungen oder Erweiterungen des Kühlkanals oder ein Schalteffekt zwischen zwei Kühlkanälen oder Kavitäten erzielen.To a preferred embodiment of the present invention Invention, the component has internal cavities, which act as a cooling channel. Due to the special material or material mix selection in the component can be achieved by adequate Activation of the specifically selected materials or material mixtures about constrictions or extensions of the cooling channel or a switching effect between two cooling channels or Achieve cavities.

Vorzugsweise ist mindestens eines der verwendeten Materialien elektrisch nicht leitfähig und/oder mindestens eines der verwendeten Materialien magnetisierbar.Preferably At least one of the materials used is not electrically conductive and / or at least one of the materials used magnetizable.

Vorteilhafterweise kann das Bauteil ein selbstregelndes Verhalten aufweisen.advantageously, the component can have a self-regulating behavior.

Ferner wird obige Aufgabe auch durch ein thermisches Spritzverfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils, welches aus mindestens zwei Materialien hergestellt ist, gelöst, indem dem Bauteil während des Herstellprozesse gezielt Wärme partiell oder komplett zugeführt und/oder entzogen wird.Further The above object is also achieved by a thermal spraying method Production of a component according to the invention, which is made of at least two materials, solved, by specifically heating the component during the manufacturing process partially or completely supplied and / or withdrawn.

Beim thermischen Spritzen, bevorzugt Kalkgasspritzen oder kinetisches Kompaktieren, werden Partikel miteinander verbunden und daraus die gewünschte Struktur erstellt. In Kombination von thermischem Spritzen mit einem abtragenden Verfahren und einem temporären Füllmaterial können komplexe Geometrien, z. B. mit Hinterschneidungen oder Hohlräume realisiert werden. Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien oder Materialmischungen lassen sich in einem Bauteil Bereiche mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften realisieren. Diese Materialübergänge müssen nicht schlagartig sein, es können auch fließende Übergänge von einem Material in ein anderes realisiert werden. Die Änderung der Mischungsverhältnisse kann dabei beliebig sein.At the thermal spraying, preferably lime gas spraying or kinetic Compacting, particles are connected together and from it the desired structure created. In combination of thermal Spraying with a removing procedure and a temporary Fill material can complex geometries, eg. B. be realized with undercuts or cavities. By using different materials or material mixtures can be in a component areas with different physical Realize properties. These material transitions do not have to be abrupt, it can too flowing transitions from a material be realized in another. The change of the mixing ratios can be arbitrary.

Grundsätzlich werden beim thermischen Spritzen Partikel meist in einem Gasstrom erwärmt und mit hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche gespritzt. Die unterschiedlichen Spritzverfahren unterscheiden sich von der Temperatur und der Partikelgeschwindigkeit. Durch Verfahrensparameter, wie z. B. Partikeltemperatur und Partikelgeschwindigkeit, Materialeigenschaft (z. B. Härte, Größe, Geometrie, Dichte, Oxidgehalt), Werkstoffkombination und Substrattemperatur, Spritzfleck-Geometrie, Vorschubgeschwindigkeit, Bahnüberlappung, können dem Bauteil bzw. Bauteilbereichen bestimmte Eigenschaften, wie z. B. Eigenspannungen (z. B. Zug- oder Druckspannungen), Härte, Porosität oder Werkstoffkennwerte, wie z. B. E-Module, zugeordnet werden.in principle During thermal spraying, particles are usually in a gas stream heated and sprayed onto a surface at high speed. The different spraying methods differ from the Temperature and particle velocity. By process parameters, such as Particle temperature and particle velocity, material property (eg hardness, size, geometry, density, Oxide content), material combination and substrate temperature, spray spot geometry, Feed speed, track overlap, can the component or component areas certain properties, such. B. residual stresses (eg tensile or compressive stresses), hardness, Porosity or material parameters, such. B. E-modules, be assigned.

Wird nun dem Bauteil während des Herstellprozesses gezielt Wärme partiell oder komplett zugeführt und/oder entzogen, können etwa im Bauteil während des Herstellprozesses Bereiche geschaffen werden, welche spezielle physikalische Eigenschaften aufweisen, die sich in einem späteren Einsatz des hergestellten Bauteils nutzen lassenBecomes now heat the component during the manufacturing process partially or completely fed and / or withdrawn for example, in the component during the manufacturing process areas which are created special physical properties exhibit in a later use of the produced Use component

Vorzugsweise kann die Beheizung beim Herstellprozess des Bauteils durch magnetische Induktion, durch Anlegen einer Spannung und den elektrischen Widerstand im Bauteil selbst oder die Kühlung durch den Peltier-Effekt erzielt werden.Preferably can the heating during the manufacturing process of the component by magnetic Induction, by applying a voltage and the electrical resistance in the component itself or cooling by the Peltier effect be achieved.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigt:Further Details, features and advantages of the invention will become apparent the following description with reference to the drawings. It shows:

1 ein Bauteil, durch welches Wärmeströme gezielt gelenkt werden; 1 a component through which heat flows are directed;

2 ein weiteres mechanisch aktives Bauteil; und 2 another mechanically active component; and

3 ein Bauteil mit einem selbstregelnden Kühlkanal. 3 a component with a self-regulating cooling channel.

In 1 ist ein Bauteil dargestellt, durch welches Wärmeströme gezielt gelenkt werden. Eingebettet in ein thermisch schlecht leitendes Material 1 befindet sich eine Leitschicht 2, durch die ausgewählte Punkte der Oberfläche 3 temperiert werden können. Die Wärmezu- oder -abfuhr erfolgt dabei über seitliche Kontaktflächen 4. Basierend auf diesem Prinzip können damit Kühlkanäle mit thermisch gut leitfähigen Abzweigungen versehen werden, um kritisch belastete Bereiche in einer Kunststoffspritzgussform optimal zu kühlen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, in einer komplexen Kontur unmittelbar oberhalb der Ober fläche Bereiche aus einem Material hoher Wärmekapazität anzubringen, um lokale Temperaturspitzen abzudämpfen.In 1 a component is shown by which heat flows are directed. Embedded in a thermally poorly conductive material 1 there is a conductive layer 2 , through the selected points of the surface 3 can be tempered. The heat supply or removal takes place via lateral contact surfaces 4 , Based on this principle, cooling channels can thus be provided with thermally highly conductive branches in order to optimally cool critically loaded regions in a plastic injection molding mold. Another possibility is to install in a complex contour immediately above the upper surface areas of a material of high heat capacity to dampen local temperature peaks.

Durch Einbettung magnetischen Materials in einen unmagnetischen Bereich kann über Induktion lokal Wärme erzeugt und ebenfalls durch thermisch leitfähige Strukturen in dem Körper verteilt werden. Dies ist insbesondere bei sich bewegenden oder drehenden Teilen interessant, wenn eine Kabel- oder Schlauchverbindung nicht oder nur unter hohem Aufwand angebracht werden kann.By Embedding magnetic material in a non-magnetic area can generate local heat via induction and also by thermally conductive structures in the body be distributed. This is especially when moving or rotating parts interesting if a cable or hose connection can not be attached or only with great effort.

Kombinationen mit elektrisch nicht leitfähigen Schichten, z. B. aus PTFE, erlauben die direkte Integration von Peltier-Elementen zur lokalen Kühlung oder eine direkte Beheizung über den veränderten elektrischen Widerstand einzelner Bereiche. Grundlage für den Peltier-Effekt ist der Kontakt von zwei Metallen, die eine unterschiedliche Energie der Leitungsbänder besitzen. Leitet man einen Strom durch zwei hintereinander liegende Kontaktstellen, so wird auf der einen Kontaktstelle Wärmeenergie aufgenommen, damit das Elektron in das energetisch höhere Leitungsband des benachbarten Metalls gelangt, hier kommt es zur Abkühlung. Auf der anderen Kontaktstelle fällt das Elektron von einem höheren auf ein tieferes Energieniveau, so dass hier Energie in Form von Wärme abgegeben wird.Combinations with electrically non-conductive layers, eg. B. PTFE, allow the direct integration of Peltier elements for local cooling or direct heating on the changed electrical resistance of individual areas. The basis for the Peltier effect is the contact of two metals, which have a different energy of the conduction bands. If a current is conducted through two contact points lying one behind the other, heat energy is absorbed at one contact point, so that the electron gets into the higher energy conduction band of the adjacent metal, which causes it to cool down. At the other contact point, the electron falls from a higher to a lower energy level, so that energy is given off here in the form of heat.

Ein weiteres Beispiel eines mechanisch aktiven Bauteils zeigt 2. Auf einem Grundmaterial 5 wird ein Gradientenwerkstoff 6 aufgetragen, dessen Materialzusammensetzung sich mit der Höhe kontinuierlich verändert. Den Abschluss bildet eine Deckschicht 7. Das Bauteil bildet ein im mechanischen Ausschlag optimiertes Bimetall. Durch einen geeigneten dreidimensionalen Gradienten oder eine geeignete dreidimensionale Werkstoffkombination können komplexe Geometrieänderungen realisiert werdenAnother example of a mechanically active component shows 2 , On a base material 5 becomes a gradient material 6 applied, whose material composition varies continuously with the height. The conclusion is a cover layer 7 , The component forms a bimetal optimized in mechanical deflection. By means of a suitable three-dimensional gradient or a suitable three-dimensional material combination, complex geometry changes can be realized

Auf der Basis der einen Gradienten eines gut wärmeleitfähigen Materials aufweisenden Werkstoffes lassen sich Bauteile mit veränderlicher Wärmeleitfähigkeit in nahezu jeder Richtung aufbauen, um abhängig von den äußeren Randbedingungen, z. B. eine optimale Temperaturverteilung im Inneren eines Körpers sicherzustellen. Grundsätzlich können durch den Einsatz von Gradienten werkstoffen beim thermischen Spritzen Materialien kombiniert werden, die herkömmlich nur schwer oder gar nicht kombinierbar sind. Dazu gehört z. B. die Kombination von Aluminium mit Kupfer oder Stahl, Edelstahl oder Eisen. Bei schlagartigen Übergängen zwischen verschiedenen Materialien stellt die Grenzschicht bei vielen Materialpaarungen die Schwachstelle dar. Durch einen Gradienten kann die Anbindung verbessert und die Belastung auf einen größeren Bereich verteilt werden. Durch die Optimierung der Materialverbindung können größere Verformungen und somit auch starke Belastungen zugelassen werden. Je nach Werkstoffkombination und Anwendung können die Bauteil- und Werkstoffeigenschaften durch eine Wärmebehandlung weiter beeinflusst werden.On the base of a gradient of a good thermal conductivity Material having material can be components with variable Build up thermal conductivity in almost every direction, depending on the external boundary conditions, z. B. an optimal temperature distribution in the interior of a body sure. Basically, by the Use of gradient materials in thermal spraying materials which are traditionally difficult or even can not be combined. This includes z. B. the combination of aluminum with copper or steel, stainless steel or iron. With sudden transitions between different materials, the boundary layer makes many Material pairings the weak point dar. By a gradient The connection can be improved and the burden on a larger one Area are distributed. By optimizing the material connection can make larger deformations and thus even heavy loads are allowed. Depending on the material combination and application can the component and material properties be further influenced by a heat treatment.

Besonders interessant ist hierbei, dass sich auch Partikelgemische verarbeiten lassen, die es ermöglichen, innerhalb des Körpers Strukturen mit sich stetig verändernder Materialzusammensetzung zu erzeugen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund einer Verarbeitung von Stahl mit Aluminium oder Kupfer von Bedeutung, da wegen der hohen Unterschiede in der thermischen Leitfähigkeit dieser Materialien Bauteile mit völlig neuen Eigenschaften erzeugt werden können. Eine weitere Verfeinerung ergibt sich, wenn im Rahmen des Aufbaues Strukturen durch mechanische Bearbeitung eingebracht werden, die anschließend mit einer neuen Materialzusammensetzung wieder ausgefüllt werden. Bei der Materialzusammensetzung sollten insbesondere die unterschiedlichen Wärmeleitungskoeffizienten oder auch Längenausdehnungskoeffizienten der einzelnen Materialien berücksichtigt werden. Je weiter diese Koeffizienten der einzelnen Materialien auseinander liegen, umso stärker ist der physikalische Effekt.Especially interesting here is that process also particle mixtures let that make it possible within the body Structures with constantly changing material composition to create. This is especially against the background of processing Of steel with aluminum or copper of importance, because of the high differences in the thermal conductivity of these materials Components are produced with completely new properties can. A further refinement arises when in the Frame of the structure structures are introduced by mechanical processing, then with a new material composition be filled out again. In the material composition especially the different heat conduction coefficients or also linear expansion coefficients of the individual Materials are taken into account. The farther these coefficients the individual materials are apart, the stronger is the physical effect.

In 3 ist schließlich ein thermisch aktives Bauteil dargestellt, bei dem das thermische Verhalten zur gezielten Regelung oder einer Optimierung des Wärmeflusses verwendet werden kann. Durch gezielte Verformung einzelner integraler Bereiche können z. B. Kühlkanäle verengt oder erweitert werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung können sogar Ventile realisiert werden, wie sich 3 entnehmen lässt, bei denen sich durch Verschließen oder Verengen des einen Kanals ein anderer öffnet oder erweitert. Hierbei wird, wie in 3 er sichtlich, das Ventil einstückig während des Herstellungsprozesses mit dem Bauteil ausgebildet. Durch die geeignete Wahl der das Ventilglied bildenden Materialkombination und der resultierenden unterschiedlichen Längenausdehnung etwa bei Wärme- bzw. Kältebeaufschlagung wird in 3 der eine Kanal geöffnet/erweitert und der andere geschlossen/verengt und umgekehrt.In 3 Finally, a thermally active component is shown, in which the thermal behavior for targeted control or optimization of the heat flow can be used. By targeted deformation of individual integral areas z. B. cooling channels narrowed or widened. In an advantageous development even valves can be realized as 3 can be found in which closes or narrowing of a channel another opens or expands. Here, as in 3 He clearly, the valve formed integrally during the manufacturing process with the component. By the appropriate choice of the valve member forming material combination and the resulting different length expansion, for example, in heat or refrigeration is in 3 one channel opened / expanded and the other closed / narrowed and vice versa.

Diese Geometrieveränderung kann durch elektrische Heizungen oder interne Kanäle, welche mit einem Medium zum Heizen oder Kühlen durchströmt werden, realisiert werden. In einer bevorzugten Weiterbildung kann die Geometrieveränderung auch selbstregelnd sein. Durch Erwärmung oder Kühlung eines Bauteils oder eines Bereichs kann die Geometrieveränderung insofern selbstregelnd ausgestaltet sein, als bestimmte Eigenschaften, wie z. B. Geometrieveränderungen, Temperaturverhalten, kompensiert, entgegengewirkt oder verstärkt werden. Ferner kann durch die Bewegung etwa ein Sensor betätigt werden, der die Regelung beeinflusst. Auch kann etwa ein Kühlkanal in einem derartigen Bauteil mit thermisch gut leitfähigen Abzweigungen versehen werden, um kritisch belastete Bereiche in etwa einer Kunststoffspritzgussform optimal zu kühlen.These Geometry change can be caused by electric heaters or internal channels, which with a medium for heating or Cooling be flowed through, realized. In a preferred development, the geometry change can also be self-regulating. By heating or cooling of a component or a region, the geometry change insofar as they are self-regulating, as certain characteristics, such as B. geometry changes, temperature behavior, compensated, counteracted or intensified. Furthermore, by the movement about a sensor are actuated, the regulation affected. Also, about a cooling channel in such a component be provided with thermally well conductive branches, around critically loaded areas in about a plastic injection mold to cool optimally.

Obgleich nicht dargestellt, kann etwa auch durch eine Verformung ein Wärmeübergang oder eine Wärmeleitung, etwa durch Spaltbildung oder Spaltvergrößerung oder Spaltverkleinerung im Bauteil beeinflusst werden.Although not shown, can also about a deformation heat transfer or a heat conduction, such as by gap formation or gap enlargement or gap reduction in the component can be influenced.

Somit kann auf der Basis der einen Gradienten eines gut wärmeleitfähigen Materials aufweisenden Werkstoffes ein Bauteil mit veränderlicher Wärmeleitfähigkeit in nahezu jeder Richtung aufgebaut werden, um abhängig von den äußeren Randbedingungen, z. B. eine optimale Temperaturverteilung im Inneren eines Körpers sicherzustellen.Consequently can be based on the one gradient of a good thermal conductivity Material having a material with a variable material Thermal conductivity can be built in almost every direction depending on the external boundary conditions, z. B. an optimal temperature distribution in the interior of a body sure.

Wenn das Bauteil vorbestimmte thermische Spannungen aufweisen soll, werden diese durch eine gezielte Beheizung und Kühlung des Bauteils sowie durch geeignete Verfahrensparameter, wie z. B. Partikeltemperatur, Partikelgeschwindigkeit, Materialeigenschaft, Werkstoffkombination, Substrattemperatur, Spritzfleck, Vorschubgeschwindigkeit, Bahnüberlappung, eingebracht. Damit lassen sich mechanische Verformungen des fertigen Bauteils durch ein Wärmen und Abkühlen erreichen.If the component should have predetermined thermal stresses are this through targeted heating and cooling of the component as well by suitable process parameters, such. B. particle temperature, Particle velocity, material property, material combination, Substrate temperature, spray spot, feed rate, web overlap, brought in. This allows mechanical deformation of the finished Achieve component by heating and cooling.

Die Offenbarung der Figuren wird als expliziter Inhalt der vorliegenden Beschreibung angesehen.The Revelation of the figures is given as the explicit content of the present Description viewed.

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The The foregoing description of the present invention is given only for illustrative purposes and not for the purpose of limitation the invention. Within the scope of the invention are various changes and modifications possible without departing from the scope of the invention and their equivalents.

11: Materialmaterial
22: Leitschichtconductive layer
33: Oberflächesurface
44: Kontaktflächecontact area
55: Grundmaterialbase material
66: Gradientenwerkstoffgradient material
77: Deckschichttopcoat

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 2044249 A [0010]
- DE 102005001367 A1 [0011]
- DE 102005020907 A1 [0012]

Claims

Component, which consists of at least two different Materials made by thermal spraying, wherein the Component through the combination of materials and their spatial Distribution in the component predetermined properties, in particular mechanical Deformability, elongation or heat flow having.

Component according to claim 1, characterized the component has internal cavities.

Component according to claim 1 or 2, characterized that at least one of the materials used is not electrically is conductive.

Component according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the materials magnetizable is.

Component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the component is a self-regulating behavior having.

Thermal spraying process for the production of a Component according to one of claims 1 to 5, characterized that targeted the component during the manufacturing process Heat supplied partially or completely and / or is withdrawn.

Thermal spraying method according to claim 6, characterized characterized in that the heating is effected by magnetic induction.

Thermal spraying method according to claim 6, characterized characterized in that the heating by applying a voltage and the electrical resistance in the component itself is caused.

Thermal spraying method according to claim 6, characterized characterized in that for cooling in the component itself the Peltier effect is exploited.