การพ่นเคลือบด้วยความร้อนคืออะไร?

การพ่นเคลือบด้วยความร้อน (Thermal spray) เป็นเทคนิคการเคลือบผิวโดยการพ่นวัสดุที่ให้ความร้อนลงบนพื้นผิวเพื่อเคลือบและทำให้พื้นผิวทนต่อการเสียดสี การกัดกร่อน การสึกกร่อน การเสียดสี หรือการเกิดโพรงอากาศ วัสดุต่างๆ สามารถนำมาใช้ในการพ่นเคลือบด้วยความร้อนได้ แต่สามวัสดุที่ใช้กันมากที่สุดคือ โลหะ เซรามิก และพลาสติก วัสดุ (หรือวัตถุดิบ) จะถูกให้ความร้อนด้วยวิธีการทางไฟฟ้า (พลาสมาหรืออาร์ค) หรือทางเคมี (เปลวไฟ) เพื่อให้กลายเป็นกระแสอนุภาคขนาดเล็กที่มีความเร็วสูงในสถานะหลอมเหลวหรือกึ่งหลอมเหลว พุ่งชนพื้นผิวเพื่อสร้างชั้นเคลือบ วัตถุดิบอาจอยู่ในรูปของแท่ง ลวด ผง หรือของเหลว

การพ่นเคลือบด้วยความร้อนมักใช้เพื่อปกป้องหรือซ่อมแซมวัสดุพื้นผิว ประโยชน์อย่างหนึ่งของการพ่นเคลือบด้วยความร้อนคือการเคลือบวัสดุพื้นผิวด้วยเกราะป้องกัน ตัวอย่างเช่น พื้นผิวที่เคลือบด้วยโลหะที่แข็งแรงจะทนต่อการสึกหรอ ความร้อน และการเสียดสีได้ดีขึ้น ประโยชน์อีกอย่างหนึ่งคือการพ่นเคลือบด้วยความร้อนสามารถซ่อมแซมวัสดุพื้นผิวได้ ชิ้นส่วนที่สึกหรอหรือผุกร่อนสามารถพ่นเคลือบเพื่อซ่อมแซมได้ แม้ว่าการเคลือบด้วยการพ่นเคลือบด้วยความร้อนจะไม่เพิ่มความแข็งแรงให้กับชิ้นส่วน แต่ก็เป็นวิธีที่รวดเร็วและประหยัดในการซ่อมแซมขนาดของชิ้นส่วน มักจำเป็นต้องมีการขัดแต่งเพิ่มเติมในภายหลังเพื่อทำให้พื้นผิวของสารเคลือบเรียบและเพื่อให้ได้ขนาดสุดท้ายตามค่าความคลาดเคลื่อนที่เหมาะสมสายพานขัดเพชรนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการบด

ประโยชน์และคุณสมบัติหลักของการพ่นเคลือบด้วยความร้อนมีสรุปไว้ด้านล่างนี้:

● ไม่จำเป็นต้องใช้สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ซึ่งเป็นอันตรายต่อคนและสิ่งแวดล้อม
●วัสดุหลากหลายประเภทสามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบได้ ได้แก่ โลหะ โลหะผสม เซรามิก เซอร์เมต คาร์ไบด์ โพลิเมอร์ และพลาสติก
● การเคลือบด้วยการพ่นความร้อนจะยึดติดกับพื้นผิวด้วยกลไก สามารถพ่นวัสดุเคลือบที่เข้ากันไม่ได้ทางโลหะวิทยาเข้ากับพื้นผิวได้
● สามารถพ่นวัสดุเคลือบผิวที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าวัสดุพื้นผิวได้
● การเคลือบผิวด้วยการพ่นความร้อนสามารถทำได้ทั้งด้วยมือและด้วยเครื่องจักร
● สามารถเคลือบสารหนาได้ด้วยอัตราการตกตะกอนสูง
● ชิ้นส่วนส่วนใหญ่สามารถพ่นสีได้โดยไม่ต้องให้ความร้อนก่อนหรือหลังการพ่นมากนัก และการบิดเบี้ยวของชิ้นส่วนก็มีน้อยมาก
● ชิ้นส่วนต่างๆ สามารถซ่อมแซมได้อย่างรวดเร็วและด้วยต้นทุนต่ำ โดยปกติแล้วจะมีราคาเพียงเศษเสี้ยวของราคาชิ้นส่วนใหม่
● การใช้วัสดุคุณภาพสูงสำหรับการเคลือบด้วยการพ่นความร้อน สามารถยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนใหม่ได้

กระบวนการเคลือบผิวด้วยการพ่นความร้อนมีหลายประเภท ความแตกต่างอยู่ที่วิธีการใช้พลังงานความร้อนและพลังงานจลน์กับวัสดุต้นแบบ รูปทรงของวัสดุต้นแบบ และความเร็วและอุณหภูมิสัมพัทธ์ของเปลวไฟ แต่ละกระบวนการมีข้อดีและข้อเสีย และบางกระบวนการได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดสำหรับสารเคลือบประเภทใดประเภทหนึ่ง
กระบวนการพ่นเคลือบด้วยความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมานานหลายปีในอุตสาหกรรมวิศวกรรมหลักๆ ทุกภาคส่วน รวมถึงการผลิตกังหันก๊าซ เครื่องยนต์ดีเซล ตลับลูกปืน เพลา ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ และอุปกรณ์ในแหล่งน้ำมัน ตลอดจนการเคลือบวัสดุปลูกถ่ายทางการแพทย์ การพัฒนาอุปกรณ์และกระบวนการล่าสุดได้ปรับปรุงคุณภาพและขยายขอบเขตการใช้งานที่เป็นไปได้ของการเคลือบด้วยการพ่นเคลือบด้วยความร้อน