來源:普旭（Busch）
目前，Medicoat 公司已向美國一家研究所交付了世界上z*大的真空等離子噴涂（VPS）涂層系統(tǒng)。真空等離子噴涂（VPS）是一種在真空中，表面可以涂 上等離子增強(qiáng)的涂層過程。這個(gè)過程可以給表面某些特性，而載體材料卻不會(huì)改變。在真空室容積為 19,000 升的情況下，這個(gè)系統(tǒng)不僅是z*大的真空等離子噴 涂（VPS）系統(tǒng)，而且是該公司完全使用普旭（Busch）提供的干式真空技術(shù)——干式螺桿真空泵（COBRA）的s*次嘗試。
圖 1 等離子燃燒器的工作電流是 3,000 安培
Medicoat 公司在瑞士已經(jīng)有 30 年的各種涂層工藝的經(jīng)驗(yàn)。在瑞士 Magenwil 的網(wǎng)站上， Medicoat 作為合同涂布機(jī)向它的客戶提供使用了熱 噴涂的不同涂層。他們主要從事真空等離子噴涂（VPS）涂層，大氣等離子噴涂（APS）涂層和超音速火焰噴涂（HVOF）涂層（高速氧燃料）。
在構(gòu)建自己的涂層系統(tǒng)的過程中，Medicoat 使用了多年來在復(fù)雜的涂層過程中積累的經(jīng)驗(yàn)。"熱噴涂系統(tǒng)"工廠位于瑞士的 Wohlen。真空等離子噴涂 （VPS）涂層系統(tǒng)以及大氣等離子噴涂（APS）和超音速火焰噴涂（HVOF）系統(tǒng)都是在這里設(shè)計(jì)和建造的。Medicoat 的強(qiáng)大之處在于，它滿足各個(gè) 客戶的具體要求搭建定制化的涂層系統(tǒng)。在此過程中，處理室、氣體流量、真空供應(yīng)以及控制和冷卻的大小都是單獨(dú)設(shè)計(jì)的。起初，Medicoat 主要活躍于醫(yī) 療技術(shù)領(lǐng)域，并利用真空等離子噴涂（VPS）過程為植入物創(chuàng)造了生物兼容的涂層，為骨細(xì)胞生長提供了z*好的條件。與此同時(shí)，Medicoat 為許多領(lǐng)域提 供了覆蓋渦輪機(jī)葉片涂層的涂層系統(tǒng)，在此過程中，該工藝在高溫下提供了很高的耐蝕性。Medicoat 公司目前在 Magenwil 和 Wohlen 有 70 名 員工，95%的生產(chǎn)系統(tǒng)都是出口的。
技術(shù)上要求的真空等離子噴涂（VPS）系統(tǒng)涂層工藝要求有一個(gè)雙壁的水冷式真空室。待涂覆的部件放在里面，然后關(guān)閉處理室。真空系統(tǒng)將腔室排出壓力為 0.08 毫巴。這確保了大氣中的氧氣和附著在部件上的水蒸氣完全被疏散，不會(huì)對(duì)部件產(chǎn)生負(fù)面影響。這也為產(chǎn)生極其純凈的氣體環(huán)境創(chuàng)造了條件。接著，處理室 與氬氣的壓力會(huì)被刷新到 100 毫巴，然后進(jìn)一步疏散到 1 毫巴。
只有當(dāng)工藝氣體混合物進(jìn)入，等離子燃燒器被開啟時(shí)，實(shí)際的涂層才會(huì)開始。這是針對(duì)個(gè)別涂層和材料進(jìn)行定制的。涂層主要受能量輸入、所使用的氣體和氣體混合物、溫度、涂覆時(shí)間以及單個(gè)工藝步驟的壓力水平的影響。
在高電流的情況下，等離子體產(chǎn)生了一種電弧，將能量轉(zhuǎn)移到涂層上。噴霧粉末混合在氣體射流中，液體液滴在 20,000 攝氏度的溫度范圍內(nèi)形成，并被加速、 壓縮和噴射到工件表面。真空室中的一個(gè)處理機(jī)器人在這個(gè)過程中移動(dòng)等離子燃燒器（圖 1），并確保所有部件均勻地噴灑。整個(gè)涂裝過程大約需要 30 分鐘。
這個(gè)由 Medicoat 已經(jīng)建成的z*大的涂層系統(tǒng)由一個(gè)直徑 2.2 米、長度為 4 米的真空室組成。等離子燃燒器的工作電流是 3,000 安培，而不是在較小的系統(tǒng)中使用的 1,700 到 2,000 安培。
現(xiàn)在，Medicoat 正在利用真空技術(shù)開辟新的領(lǐng)域。由于對(duì)特定壓力水平的精確維護(hù)對(duì)客戶的涂層工藝非常重要，項(xiàng)目經(jīng)理克里斯蒂安斯皮爾希 （Christian Specht）決定使用頻率控制的 COBRA 螺桿真空泵作為真空系統(tǒng)的后備泵（圖 2）。真空系統(tǒng)分為三個(gè)階段。在每一種情況下，它由兩個(gè) Puma 真空助力 器組成，它預(yù)先壓縮了被疏散的空氣和沖水或過程氣體，然后將它傳送給另外兩個(gè)額外正在并行工作的 Puma 真空助推器。因此，在氣體混合物或氣體被進(jìn)一步壓 縮在下游的 COBRA 螺桿真空泵之前，就會(huì)產(chǎn)生額外的壓縮，從而達(dá)到系統(tǒng)的z*終壓力。使用的推進(jìn)器的大小是協(xié)調(diào)的，以達(dá)到每小時(shí) 12,000 立方米的泵送 速度。真空系統(tǒng)能夠迅速達(dá)到真空室中 0.08 毫巴的初始疏散所需的壓力，但能夠在所有壓力范圍內(nèi)工作，達(dá)到 900 毫巴，并精確地維持該過程所需的設(shè)置點(diǎn)。
圖 2 普旭（Busch）的真空系統(tǒng)，有兩種 COBRA 螺旋真空泵，作為后備泵，泵的速度為 12,000 立方米/小時(shí)。
除了頻率控制驅(qū)動(dòng)之外，COBRA 螺桿真空泵也有其他優(yōu)點(diǎn)，即它們是水冷的。這意味著操作溫度可以設(shè)定或被設(shè)定到一個(gè)溫度范圍，以防止過程氣體在真空泵中 冷凝。這兩種 COBRA 螺紋真空泵都連接到真空等離子噴涂（VPS）涂層系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)。這也為整個(gè)系統(tǒng)提供了電離冷卻的水。由于水的冷卻，沒有任何熱量 的釋放。COBRA 螺桿真空泵以完全干燥的工藝運(yùn)轉(zhuǎn)。這意味著，它們不需要在壓縮腔內(nèi)操作流體，可以與過程氣體混合。
Medicoat 在真空技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)使用普旭（Busch）真空泵和真空系統(tǒng) 25 年，他們一起設(shè)計(jì)了每一個(gè)真空系統(tǒng)。在這個(gè)過程中，對(duì)于項(xiàng)目經(jīng)理克里斯蒂 安斯皮爾希特（Christian Specht）而言重要的是，普旭（Busch）可以在位于阿格州馬格登市的瑞士的普旭（Busch）公司的網(wǎng)站上確保有能力、快速和不復(fù)雜的咨詢。對(duì)他 來說，普旭（Busch）在 42 個(gè)國家的 60 家公司中提供了一個(gè)q*服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，這一點(diǎn)很重要。因此，他們建議所有的客戶在安裝新的涂層系統(tǒng)時(shí)與他們所在國 家的普旭（Busch）合作，并簽訂一份維修合同。這確保了全世界快速可靠的服務(wù)。
到目前為止，Medicoat 主要使用的是真空系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用 R5 旋轉(zhuǎn)葉片真空泵作為其涂層系統(tǒng)的支持泵。克里斯蒂安斯皮爾希特（Christian Specht）認(rèn)為這些油潤滑的真空泵是他系統(tǒng)中非?？煽亢蛷?qiáng)大的部件。由于設(shè)計(jì)，R5 旋轉(zhuǎn)葉片真空泵只能在有限范圍內(nèi)使用頻率控制，因此不可能在z*大的 真空等離子噴涂（VPS）涂層系統(tǒng)中使用這種真空技術(shù)。
