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如今的汽車制造商面臨的眾多挑戰之一就是在動力總成中降低車體重量和摩擦損耗以改善整車效率。這成為采用鋁合金發動機缸體替代傳統的鑄鐵缸體的一個重要驅動力。鋁合金的一大優點就是能降低整體重量。但鑄鐵缸套仍在使用，因為鑄鐵擁有普通鋁合金所不具備的重要的摩擦學特征。因此，眾多的汽車制造商花費了大量的時間研究如何用鋁合金汽缸體解決摩擦學不足的工程解決方案。
其中一個較早的方案是在鋁合金缸體的缸筒上加鑄鐵缸套�？偟膩碚f，這一方案比較容易使生產概念化，而且相比Nikasil®, Lokasil®等缸筒解決方案它比較經濟，在當時這一方案比較可行�；诣T鐵缸套（GCI）的其中一大缺點在于缸套與缸體之間的封裝與其重量�；诣T鐵缸套（GCI）相比鋁合金還有一個顯著的缺點在于其熱力學特征。這不僅體現在其熱傳導性上還有熱容；這些物理特征妨礙了其維持最佳燃燒所需要的活塞效率和內徑溫度。根據嵌入類型，還可能進一步造成缸套與缸體材料之間的接合不理想，并在缸套與缸體之間形成絕緣點；根據這些不理想接合點的位置分布，可能使發動機生產的擊倒抗性產生重大改變。如今，熱噴涂缸筒應用技術的開發使汽車制造商能夠在缸筒內涂上一層耐磨涂層，替代傳統的鑄鐵缸套。柯馬可為客戶提供一套融合創新的等離子高速熔焊(PTWA)熱噴涂系統。PTWA工藝采用高速離子化熔焊技術，使鋼粒子在鋁合金缸筒上形成一層涂層。噴涂了涂層后的鋁合金缸體依舊是一體式缸體，不再因嵌入一個灰鑄鐵（GCI）缸套而需要忍受缸筒變形問題，也不再具有灰鑄鐵缸套所有的熱力學缺點。用等離子熱噴涂缸筒取代灰鑄鐵缸套，不僅減少了發動機的總體重量，而且增加了其耐久性并降低了能耗。
熱能改進：缸孔溫度降低
目前已有不少報道說明熱噴涂涂層缸套比鑄鐵缸套具有更多的優勢。在發動機重量上，根據缸體的幾何構造并綜合改善后的耐久性，熱噴涂涂層缸套可以為每個缸筒降低約一磅的重量。熱噴涂技術還可以增強制造的靈活性，因為一臺設備可以為不同長度和直徑的缸筒實施噴涂。更重要的是，熱噴涂涂層改善了熱力學特性、散熱性、機械效率，并可以提高整體的燃油效率。
成功運用熱噴涂涂層方案的一個關鍵是工藝配置。就靈活性和優化整合方面，Greenfield現場的運用優勢顯著；而根據噴涂工序所處的位置，也存在生產制造出現受限的情況（Brownfiled現場）。如果
Brownfiled現場的一家制造商企圖盡量減少新設備的投入，例如只想增加一臺熱噴涂設備，則典型的應用應該是將該設備盡量置于工藝上游，但這一做法對成本投資和發動機性能影響顯著。因此，汽車制造商需要仔細權衡其生產目標，將簡化處理、發動機性能和整體投資按照相對重要性排列出優先次序；然后選出最佳的解決方案。很明顯，這里的“最佳”解決方案是優化生產次序并將新增工序完美融入當前工藝的設計。雖然存在多個選擇項，但柯馬建議的目前方案是精密鏜孔結合表面處理、噴涂，然后粗糙打磨缸筒加工。
處理基材表面，使缸筒內壁無任何涂層，是成功進行熱噴涂處理的第一個關鍵工序。目前普遍使用的表面處理技術有很多，在粘結強度、噴涂難易以及成本方面區別也很明顯；使用最普遍的有噴砂、水刀和機械粗加工。
早期的發動機制造商采用的是噴砂處理，柯馬認為這種處理方法有太多的內在問題需要考慮。最顯著的問題是噴砂需要不斷地清洗與烘干。而更多的汽車制造商避免使用噴砂是由于這種處理方法會對發動機產生污染，而在熱噴涂加工看來，即使工藝過程中產生極細的粉末也會影響噴涂涂層的粘結度。
高壓水刀打磨，相比之下，不使用粗砂或打磨材料而采用液體射流沖刷基材表面。這種加工方法的優點是打磨表面只需烘干，無需清洗。如果選擇液體打磨的方案，則評估基材質量和孔隙率非常關鍵，特別是基材是否屬于高壓鑄造（HPDC）。這一工藝會，明顯改變缸筒內徑，因為工藝過程中需要安裝監控并引入機械臂控制以確保涂層粘結度，然而統計過程控制(SPC)中難以測量基材表面各種系數又使其難于很好地監控工件… 一旦得知并計算出這些系數，整個工藝往往能變得穩定而具有很好的可重復性。另外，加工后的表面巨粗糙度程度相對較低，大約十幾微米，這意味著基材表面已經相當平滑，因此也可以通過降低噴涂涂層的粗糙度改善涂層工藝。這一工藝可能產生的問題是，一旦結合高壓鑄鐵就會產生本質上的收縮；因而這種工藝實際上使各種缺陷更顯著化，包括加深已有孔隙或加劇收縮。加之與鑄造缺陷相互作用，可能使缺陷擴大，導致無法清理干凈的局面或需要橋接的情況。
噴砂處理和水刀打磨的一個替代方法是機械表面精鏜加工處理（機械粗加工）。根據所使用的工具工藝，打磨可以通過切割打碎基材原有表面、切割鍛造螺紋牙形使之形成方槽、或通過不規則鍛造產生同心凹槽來完成。另一個選擇是只采用簡單螺紋牙形，用燕尾切割直接切削基材表面，如果使用設備適當，這一過程可以輕易監控。這一理論的首次引入早在1943年，相比噴砂處理，機械粗加工的一個優點是無污染物并且可重現。而相比水刀打磨，它的關鍵優勢在于可以輕易處理孔隙和鑄件完整性上的變化；根據所用的類型，孔隙可以處理到1.25mm。機械粗加工更穩定且易于實施，因為主要是機械切割，質量控制和測量變得直截了當。
柯馬認為，機械粗加工最大的優勢在于能夠執行干燥或微量潤滑（MQL）加工處理；這樣，制造商能夠從精鏜加工直接過渡到涂層工藝。這樣就減去了生產線上一個工序，節約了時間并精簡了整個系統。另一個優勢是能夠保持高粘結強度。要知道，所有的發動機鏜孔應用都要求持久的粘結強度。根據這方面的制造參數，粘結強度往往一般是35 – 50 MPa，雖然只要高于20MPa就足夠。通過在標準鏜車或加工中心中采用機械粗加工，制造商可以用最低程度的加工和投資成本達到最強的表面處理
目前流行的機械粗加工標準要求槽深最低在0.125mm左右，以達到粘結強度的最低接受標準。柯馬公司經親自測試發現，槽深大于槽寬（深度/寬度>1）的機械切割可以產生足夠的粘結強度，多個槽口經過塑性變形可以形成一個切口，附著力顯著增強。因此，公司將其Urane25高速水平加工中心改裝成為雙通道MQL混合單元，并帶有溫度控制功能和節能特征，可以幫助頂級汽車制造商更方便地展開高性能低成本的熱噴涂加工，優化粘結強度同時減少整體能耗和乳化劑消耗。幾大制造商和加工企業都已開發出各自的機械粗加工技術，試圖將缸筒涂裝工藝引入當前生產線時盡量做到最小化。
最新的發動機設計典范是熱噴涂涂層缸筒，不論是設計新生產線還是改裝現有生產線，本質方案都是為了高級輕型鋁合金發動機的生產。在柯馬，我們綜合了自動化、機械加工、涂裝及測試系統等方面的全球領先設計和專業集成技術，幫助客戶找到適用于其設備和生產戰略的最佳解決方案。不論什么樣的操作環境，柯馬都致力于幫助您提高生產力并確保產量最大化；如今競爭日趨激烈的國際化市場環境中的關鍵成功因素。
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