Les procédés de projection thermique offrent de nombreux avantages liés à la diversité des matériaux et des surfaces qu’ils permettent de traiter.
Leur développement en site industriel passe par la nécessité de répondre aux exigences attendues sur les propriétés des revêtements, que ce soit sur le plan de leur qualité ou de leur reproductibilité.
Une manière efficace d’obtenir les meilleures performances d’un revêtement est de contrôler sa fabrication en temps réel. Dans ce but, des méthodes de diagnostic ont été développées pour saisir en temps réel l’effet des paramètres opératoires sur la dynamique des jets thermiques, sur le comportement des particules injectées dans ces jets, sur les caractéristiques d’écrasement de ces particules et finalement sur les propriétés des dépôts réalisés.
DPV-2000
Le système de mesure DPV-2000 (Tecnar) est basé sur des capteurs optiques, et permet de détecter des particules chaudes présentes dans le jet et d’en déterminer leur vitesse, température de surface et diamètre en cours de projection.
La mesure de la vitesse utilise une méthode de temps de vol correspondant au temps de passage de la particule à travers deux fentes, la température est calculée par pyrométrie bichromatique, et le diamètre est déduit du profil du signal émis par cette particule. La précision des mesures est respectivement de 1%, 3% et 12% sur chaque caractéristique. Le schéma de principe est présenté ci-contre.
A noter que l’équipe possède aussi le système d’éclairage laser (appareil CPS@Tecnar) qui s’installe sur le DPV pour mesurer les vitesses de particules non émissives.
Accuraspray
Contrairement au DPV-2000, le système de diagnostic Accuraspray G4 (Tecnar) fournit des données moyennes d’ensemble représentant les caractéristiques des particules dans un volume de mesure d’environ Ø3*25 mm2
La vitesse des particules est obtenue de la corrélation croisée des signaux enregistrés à deux endroits rapprochés.
Les températures sont également déterminées par pyrométrie bichromatique.
Comme les méthodes d’ensemble, il n’est pas possible d’évaluer la distribution et l’écart-type des vitesses et températures des particules, ni d’estimer les diamètres des particules
L’autre composante de ce système consiste en d’une caméra CCD permettant d’analyser l’aspect du panache de particules (position, largeur, distribution, etc.)
L’appareil plumespector, permet aussi des mesures moyennes sur des jets de particules.
SPRAYCAM
L’appareil SprayCam (Control Vision Inc, USA) est un système qui utilise un laser à diode à impulsions courtes 40 ns dans une configuration de rétroéclairage et un logiciel de traitement d’images robuste, permettant la détection des particules injectées dans un jet thermique ou de gouttelettes de suspension, même dans un plasma à haute émissivité.
La tête de détection à haute vitesse possède une résolution de 767 × 576 pixels. La zone étudiée est (22 Χ 16,5) mm², et la taille minimale détectée est d’environ 20 μm. Ce système est capable d’acquérir jusqu’à 10 images par seconde
Mesure de températures
Des pyromètres mono ou bichromatiques (LAND), des thermocouples (type K en général), une caméra infra rouge FLIR SC5210 F/3 InSb (équipée d’un capteur InSb large bande 2,5 à 5 µm, 320 x 256 pixels qui permet des mesures dans les gammes 0 -300 ; 300-1500 ; 1500-3000°C) permettent la mesure de la température ou du champ de température sur les substrats.
Des équipements d’acquisition de données peuvent être ajoutés pour enregistrer les valeurs.
Autres équipements
- système d’étalonnage volumétrique à turbine
- système d’étalonnage à piston pour faible débit
- équipements d’acquisition de données pour enregistrer les données
