Metal kaplama denildiğinde akla genellikle yüksek sıcaklıklar, erimiş metaller ve alevler gelir. Ancak malzeme biliminde öyle bir yöntem var ki, metali eritmeden, sadece saf kinetik enerjiyle yüzeye yapıştırıyor. Adı: Soğuk Sprey (Cold Spray).
Sıcaklığın neden olduğu yapısal bozulmaları (oksidasyon, çarpılma) tamamen ortadan kaldıran bu teknoloji, hem bir kaplama yöntemi hem de bir "üç boyutlu metal yazıcı" olarak kabul ediliyor. Peki, metali eritmeden nasıl kaplayabilirsiniz?
Soğuk Sprey (veya Gaz Dinamik Soğuk Sprey), metal tozlarının erime sıcaklıklarının çok altında, süpersonik hızlarda (ses hızının 3-4 katı) hızlandırılarak bir yüzeye çarptırılması işlemidir.
Diğer termal sprey yöntemlerinin (HVOF veya Plazma) aksine, burada tozlar ısıtılarak eritilmez. Bunun yerine, parçacıklara o kadar yüksek bir hız kazandırılır ki, yüzeye çarptıklarında "plastik deformasyona" uğrarlar. Yani, duvara atılan bir çamur topu gibi yüzeye yayılır ve mekanik olarak kilitlenirler.
Sistemin kalbi, roket motorlarında kullanılan teknolojilere benzer bir "Laval Nozulu"dur.
Gaz Hızlandırma: Helyum veya Azot gazı yüksek basınca sıkıştırılır ve bir nozuldan geçirilir.
Toz Besleme: Metal tozları (Alüminyum, Bakır, Titanyum vb.) bu gaz akışının içine enjekte edilir.
Süpersonik Çarpışma: Tozlar, 500 m/s ile 1200 m/s arasındaki hızlarla hedef yüzeye fırlatılır.
Yapışma: Çarpışma anında oluşan muazzam kinetik enerji, ısı enerjisine dönüşmez; bunun yerine malzemenin şeklini değiştirerek (deformasyon) alt tabakaya yapışmasını sağlar.
Soğuk Sprey, özellikle ısıya hassas malzemeler için benzersiz avantajlar sunar:
Düşük Sıcaklık: İşlem sıcaklığı düşüktür. Bu sayede kaplanan parçada termal stres, çarpılma veya çatlama olmaz.
Oksidasyon Yok: Metal havayla temas edip yanmadığı için, kaplama tabakası %100 saf metal özelliğini korur.
Kalın Kaplama İmkanı: Diğer yöntemlerde kaplama kalınlaştıkça dökülme riski artar. Soğuk Sprey ile santimetrelerce kalınlıkta dolgu yapılabilir. Bu özellik, onu bir "tamir" yöntemi haline getirir.
Elektriksel İletkenlik: Bakır veya Gümüş kaplamalarda, malzemenin iletkenliği bozulmadan aktarılır.
Karışık Malzemeler: Metal ile seramik veya farklı metal karışımları aynı anda püskürtülebilir.
Soğuk sprey günümüzde sadece koruyucu kaplama olarak değil, aynı zamanda "Additive Manufacturing" (Katmanlı İmalat) yöntemi olarak da kullanılır.
Havacılık ve Uzay: Magnezyum veya Alüminyum gövde parçalarındaki korozyon hasarlarının tamirinde. Parçayı değiştirmek yerine, eksilen kısım Soğuk Sprey ile doldurulur ve işlenir.
Otomotiv: Motor bloklarındaki çatlakların tamiri veya ısı dağılımı için alüminyum radyatörlerin üzerine bakır kaplanması.
Elektronik: Isı emicilerin (heat sink) üretimi ve yüksek iletkenlik gerektiren devre elemanları.
Kalıp Tamiri: Aşınmış endüstriyel kalıpların yüzeylerinin yeniden doldurularak orijinal ölçüsüne getirilmesi.
Soğuk Sprey teknolojisi, "Metali yapıştırmak için eritmek zorundasınız" kuralını yıkan bir inovasyondur. Özellikle hassas parçaların tamirinde ve yüksek kaliteli metal yüzeylerin oluşturulmasında rakipsizdir. Eğer projenizde yüksek sıcaklık risk oluşturuyorsa, çözüm soğukta, yani kinetik enerjinin gücünde saklıdır.
