Ein Simulationsmodell für das Kaltgasspritzen

Kaltgasspritzen ist ein vielversprechendes Verarbeitungsverfahren für Werkstoffe auf Basis hochschmelzender Metalle.

Beim Kaltgasspritzen wird Pulvermaterial in der Gasströmung einer Überschalldüse erwärmt und beschleunigt. Aufgrund der hierbei erreichten hohen Geschwindigkeiten werden die Partikel beim Aufprall auf ein Substrat plastisch verformt und haften an diesem an. Das Anbindungsverhalten der Partikel wird dabei wesentlich von ihrer Geschwindigkeit und Temperatur beeinflusst. Beide Faktoren stehen in direktem Zusammenhang mit dem Druck und der Temperatur des Gases am Düseneingang. Dr. Karl-Heinz Leitz und Kollegen stellten beim 19. Plansee Seminar ein auf den Open Source Strömungsdynamik- und Partikelsimulationsplatformen OpenFOAM und LIGGGHTS basiertes Simulationsmodell für die Berechnung der Gas- und Partikelströmung beim Kaltgasspritzen vor. Damit lässt sich die Aufheizung und Beschleunigung der Partikel in der Kaltgasspritzdüse berechnen.

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