Methodik und ganzheitliche Prozessoptimierung zur Effizienzsteigerung des atmosphärischen Plasmaspritzens von Wärmedämmschichten Verbunden mit dem globalen Wirtschaftswachstum und der überproportional wachsenden Nachfrage nach Rohstoffen wirken sich stetig steigende Energie und Rohstoffpreise auf die Wirtschaftlichkeit des atmosphärischen Plasmaspritzens von Wärmedämmschichten im Gasturbinenbau aus. Um diese Schichtsysteme basierend auf keramischen porösen Yttrium stabilisierten Zirkonoxidschichten auch zukünftig wirtschaftlich wie auch ressourcenoptimiert zu produzieren muss der Verknappung von Rohstoffen durch Erhöhung der Energie und Ressourceneffizienz entgegengewirkt werden. Das zentrale Forschungsthema der vorliegenden Arbeit beinhaltet die Entwicklung einer Methodik zur Effizienzsteigerung des atmosphärischen Plasmaspritzens von Wärmedämmschichten unter beibehalten qualifizierter und bekannter Schichteigenschaften. Unter Verwendung des industriell weitverbreiteten Ein Anoden Kathoden Gleichstromplasmagenerators F4 MC60 wird basierend auf einer konvergent divergenten Düsengeometrie (VMT_1.0) eine Methodik zur ganzheitlichen Prozessoptimierung entwickelt und validiert. Auf Grundlage von 12 definierten Prozessparametern erfolgt über die Messgegenstände Spritzfleck String Beschichtungsplatte eine schrittweise Optimierung von Plasma Partikel und Schichteigenschaften. In Verbindung mit der Auswertung effizienzbeschreibender Größen (Auftragwirkungsgrad effektiver Schichtauftrag pro Zeit) und Schichteigenschaften (Porosität Schichtdicke) wird durch den ganzheitlichen Optimierungsansatz eine signifikante Effizienzsteigerung bei vergleichbarer Schichtqualität erreicht. Die erzielten Ergebnisse eine Reduktion des Pulververbrauchs und der Beschichtungszeit um ca. 50 % sowie ein Schichtauftrag pro Zeit von 59 g min verdeutlichen dass mit dem Ein Kathoden Anoden System Prozesseigenschaften zu realisieren sind die normalerweise nur durch Mehr Anoden Kathoden und Hochenergie Applikationen erreicht werden. Durch Prozesscharakterisierungen der optimierten Plasma Partikel und Schichteigenschaften mit Hilfe verschiedener diagnostischer Messverfahren (Enthalpiesonde SprayWatch ICP Sensor) und der Vergleich mit der Ausgangssituation werden die Ergebnisse der einzelnen Entwicklungsphasen der Methodik validiert und das Prozessverständnis für das atmosphärischen Plasmaspritzen verbessert. Dabei werden Prozessdefizite hinsichtlich schwankender Düsenstandzeiten der konvergent divergenten Düsengeometrie aufgezeigt die durch eine eingeschränkte Anodenfußpunktbewegung des Lichtbogens verursacht sind. Untersuchungen des Einflusses unterschiedlicher konvergent divergenter Düsengeometrie (VMT_1.0 VMT_2.0 VMT_3.0) auf den Plasmaspritzprozess in Verbindung mit den entwickelten Parametern sowie numerische Strömungssimulationen beschreiben die Ursache der unterdrückten Anodenfußpunktbewegung und bilden Voraussetzung für das Auslegen einer neuartigen konvergent zweistufigen divergenten Düsengeometrie (VMT_4.0 3 Zonen Düse). Durch ihre geometrisch gegliederte Gestaltung wird die Anodenfußpunktbewegung erhöht und zeitgleich die Prozesseigenschaften der entwickelten Parameter bezüglich Effizienz und Schichtqualität beibehalten. Sie stellt eine weitere Prozessverbesserung dar und bildet das Bindeglied zwischen zylindrischer und konvergent divergenter Düsengeometrie.