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Plasmatreat: Oberflächen automatisiert mit Plasma strahlen Polyamid für Silikonauftrag aktivieren

| Redakteur: Konrad Mücke

Anlagen zum Bearbeiten von Kunststoffoberflächen mit Plasmastrahl unter atmosphärischem Druck (Openair) stellt die Plasmatreat GmbH her. Für sie konzipiert der Hersteller auch eine umfassende Automation und eine Integration in vorgegebene Produktionsumgebungen.

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Reinigen und aktivieren: Der Openair-Plasmaprozess lässt sich für eine Serienproduktion beispielsweise in der Automobilindustrie bedarfsgerecht automatisieren.
Reinigen und aktivieren: Der Openair-Plasmaprozess lässt sich für eine Serienproduktion beispielsweise in der Automobilindustrie bedarfsgerecht automatisieren.
(Bild: Plasmatreat GmbH)

Aktuell verwirklicht der Spezialist für Oberflächenbehandlung mit Plasma eine Fertigungszelle für die Automobilindustrie. In ihr werden unterschiedliche Steckerleisten für Nutzfahrzeuge behandelt. Sie verbinden Leitungen zum Übertragen von Energie und Daten zum Steuern von Motoren und Getrieben. Zum Anstecken an die Steuereinheiten müssen die Gehäuse der Stecker aus Polyamid so vorbehandelt werden, dass ein Dichtstoff aus Silikon auf der Oberfläche zuverlässig haftet. Dazu wird die Kunststoff­oberfläche mit einem offenen Plasmastrahl unter atmosphärischem Druck gereinigt und aktiviert. Eine Rotationsdüse RD1004 erzeugt einen kalten Plasmastrahl. Deshalb eignet sich dieses Verfahren vor allem für thermisch empfindliche Werkstoffe und geometrisch komplexe Oberflächen. Das Rotationsprinzip der Düse verteilt die Wirkung des Plasmastrahls gleichmässig auf den zu behandelnden Oberflächen. Letztere wird mehrmals kurzzeitig, pulsartig überstrichen. So reinigt der Plasmastrahl sehr effektiv. Er erwärmt den Kunststoff nur minimal und aktiviert zusätzlich die Oberfläche.

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Flexibel für zehn Varianten

«Besonders spannend an diesem Projekt ist, dass in dieser Plasma Treatment Unit – kurz PTU – insgesamt zehn unterschiedliche Varianten Steckerleisten innerhalb eines sortenreinen Produktionsprozesses bearbeitet werden. Bei den meisten Varianten wird das Bauteil durch den Roboter zur Düse geführt, aber bei einigen Varianten auch die Düse zum Bauteil. Da kann es bei Umbauten zu Verwechslungen kommen. Um diese im Vorhinein auszuschliessen, haben wir dem Kunden ein umfassendes Überwachungskonzept vorgelegt. Anhand von RFID-Chips und einer integrierten Kamera erkennt die Anlage automatisch, welche Steckerleiste bearbeitet werden soll und welches Programm, welcher Greifer und welcher Düsenkopf eingesetzt sein muss.

Unsere Software gibt direkt Hinweise, wenn eine Einstellung oder Komponente nicht zum ausgewählten Steckerleistenprogramm passt», beschreibt Joachim Schüssler, Vertriebsleiter bei der Plasmatreat GmbH im deutschen Steinhagen.

Automatisiertes Verfahren

Der vom Fahrzeugbauer definierte Ablauf sieht vor, dass ein Produktionsmitarbeiter die Steckerleisten aus einem Tray entnimmt und sie einzeln auf einen Drehtisch legt. Letztere transportiert die Stecker dann in die Fertigungszelle. Dort werden die Steckerleisten vom Roboter aufgenommen und mit der zu bearbeitenden Bauteilseite in den Strahl der Plasmadüse gehalten. Nach dem Bearbeiten gelangen die Bauteile wieder auf den Drehtisch, der sie aus der Fertigungszelle herausbringt. Der gesamte Ablauf dauert nur 15 s Taktzeit. «Anstelle des Mitarbeiters vor der Maschine können wir auch einen weiteren Roboter integrieren, der die Anlage befüllt. Gleiches gilt für den Rotationstisch, für den wahlweise auch ein Bandsystem oder etwas ähnliches eingesetzt werden kann. Ebenso ist es möglich, das Düsensystem zu bewegen, je nachdem, ob dies für einen Fertigungsprozess notwendig ist. Somit können wir hochflexible Openair-Plasmaanlagen anbieten, die perfekt auf die Kundenbedürfnisse zugeschnitten sind», führt Joachim Schüssler aus.

Nach Bedarf konzipiert

Anwender fordern beim Behandeln von Oberflächen reproduzierbare Prozesse. Diese sollen zudem vollständig oder zumindest teilweise automatisch ablaufen. Der Hersteller Plasmatreat nutzt dazu als Basis die Oberflächenbearbeitung mit dem Plasmaverfahren unter atmosphärischem Druck (Openair-Plasma). Diese Prozesse integriert er in unterschiedliche Automatisierungssysteme. Dazu erläutert Joachim Schüssler: «Gerade für die Produktion von Bauteilen in grossen Serien, die einer präzisen Oberflächenbehandlung von spezifischen Konturen bedürfen, oder zur kontinuierlichen Annahme und Übergabe von Bauteilen in einem fortlaufenden Produktionsprozess werden bei uns immer wieder komplette Fertigungszellen angefragt», und ergänzt: «Welche Systeme in unsere PTU eingebaut werden, bestimmt der Kunde mit seinem Projekt. Innerhalb eines Projekts sind beispielsweise Taktzeiten, Stückzahlen sowie reine Bearbeitungszeiträume oder das Budget definiert. Diese Vorgaben bestimmen schlussendlich, wie eine Komplettanlage zusammengestellt wird.» Ent- sprechend konzipieren die Plasmareinigungs- spezialisten individuell die Systeme zum Zuführen und zum Handling der Bauteile. Dabei nutzen sie wahlweise Roboter, Inline-Band- und Pin-Kettensysteme, Werkstückträger oder Rotationstische. - kmu - SMM

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