Reinigen, Aktivieren, Beschichten

Anbieter zum Thema

Reinigung von Werkzeugen

Und es lassen sich mit den multigasfähigen Systemen auch Werkstoffe reinigen und aktivieren bzw. modifizieren, die mit herkömmlichen, so genannten «kalten» Atmosphärendruckplasmen nicht behandelt werden können. Das erweiterte Anwendungsspektrum resultiert aus der im Gegensatz zu herkömmlichen, bei Umgebungsdruck arbeitenden Plasmaerzeugern zur Oberflächenbehandlung niedrigeren Temperatur, geringeren Gasgeschwindigkeit, höheren Spaltgängigkeit und Gasreinheit.

Materialschonende Behandlung empfindlicher Materialien

Der Temperaturunterschied ergibt sich durch die Erzeugung des Gasplasmas. Diese erfolgt beim PB 1 durch die elektrische Barriere-Entladung (DBD), bei der nur die leichten Elektronen beschleunigt werden. Dadurch entsteht ein kaltes, nichtthermisches Plasma mit maximal 70?°C bei Umgebungsdruck. Die geringe Temperatur macht die materialschonende Behandlung sehr dünner und/oder temperatursensibler Substrate wie Kunststoffe, Folien, Kartonagen und Papier möglich.

Gleichzeitig lässt sich der PB1 mit niedrigen Gasflussmengen betreiben, durch die eine laminare Strömungsführung entsteht. Der Staudruck vor einer angestrahlten Fläche ist so gering, dass auch sehr leichte und kleine Teile behandelt werden können. Durch das laminare Fliessverhalten breitet sich das Plasma ausserdem gleichmässig auf der Oberfläche aus und dringt selbst in Hinterschneidungen sowie feinste Spalten ein. Dabei sind Geschwindigkeiten von bis zu 10 Metern/Minute realisierbar.

Die niedrigere Temperatur sowie die patentierte Bauform verhindern beim Plasmabrush auch lokale Aufschmelzungen auf den Anregungselektroden, die bei konventionellen, kalten Plasmaerzeugern zu einem Metallabtrag und einer Beeinträchtigung der Vorbehandlung führen können. Der Plasmabrush eignet sich daher auch für Anwendungen im Reinraum.

Vorbehandlung: produktiv und wirtschaftlich

Der Plasmabrush PB2 erfüllt mit einer Geschwindigkeit von 600 Metern/Minute und einer Breite von bis zu 40mm pro Düse hohe Ansprüche an die Produktivität und Wirtschaftlichkeit bei der Vorbehandlung grösserer Flächen. Die Erzeugung des Gasplasmas erfolgt bei diesem System nach dem Inventerprinzip durch eine hochwirksame, gepulste Bogenentladung. Dabei entsteht ein kaltes, nichtthermisches Plasma, dessen maximale Temperatur mit 120°C ebenfalls deutlich unter der konventioneller, «kalter» Atmosphärendruckplasmen liegt. Die turbulente Strömung des Plasmas weist eine Spaltgängigkeit bis 10mm auf.

Trockener Prozess: Beschichten und Metallisieren ohne Chemie

Auf Basis des Plasmabrush PB2 hat das Regensburger Unternehmen die innovative Nanopowder-Plasma-Deposition-Technologie, kurz Plasmadust, entwickelt. Das Verfahren ermöglicht durch einen Kombinationsprozess aus kaltaktivem Plasma und der Zuführung von Mikro- beziehungsweise Nanopulvern die Direktbeschichtung bzw. -metallisierung unterschiedlichster Substrate komplett ohne Chemikalien. Der Beschichtungsprozess erfolgt daher VOC-frei, trocken und umweltverträglich.

Verfahren für dünne, temperatursensible Substrate

Dem vom Plasmabrush erzeugten, nichtthermischen Plasma werden durch eine speziell entwickelte Zerstäuber-/Fördertechnologie Beschichtungspulver mit einem Korndurchmesser von 100 nm bis 20 µm kontinuierlich agglomeratfrei zugeführt. Ein einstellbarer, homogener Partikelfluss gewährleistet dabei gleichmässige und reproduzierbare Schichtdicken. Durch die physikalischen Eigenschaften des Plasmas und die optimal abgestimmte Pulverzuführung lassen sich mit dem Plasmadust-Verfahren auch auf sehr dünnen und/oder temperatursensiblen Substraten wie Kunststoffen, Folien und Papier zusammenhängende Schichten abscheiden. Die erzeugbaren Schichtdicken liegen reproduzierbar zwischen 1 und 100µm bei einer Prozessgeschwindigkeit von bis zu 150 Metern pro Minute. Die Porosität kann zwischen 1 und 30 Prozent eingestellt werden. Mit einem Plasmaerzeuger wird je nach Pulverart eine Beschichtungsbandbreite von bis zu 10mm erzielt.

Beschichtung mit neuen Materialien

Als Beschichtungsmaterialien lassen sich praktisch alle Stoffe, die in Pulverform gebracht werden können und schmelzbar sind, beispielsweise Salz, Gold, Kupfer, Aluminium, Zinn, Bismut, Tellurit, CIGS, Polymere, Thermoplaste, Glas und keramische Werkstoffe, einsetzen. Legierungen und Materialkombinationen wie beispielsweise Kohlenstoff/Metall, die mit herkömmlichen Beschichtungsverfahren nicht zu verarbeiten sind, können ebenfalls auf Substraten aus Metall, Kunststoff, Glas, Keramik, Papier, Pappe und Textilien abgeschieden werden. Die Vielseitigkeit sowohl bei Beschichtungsmaterialien als auch bei Substraten ermöglicht die kosten- und qualitätsoptimierte Abscheidung funktionaler sowie dekorativer Schichten und eröffnet völlige neue Anwendungsfelder wie beispielsweise die kostengünstige Herstellung von Generatoren für die Thermoelektrik. Ein weiteres Plus der patentierten Plasmadust-Technologie ist der im Vergleich zu konventionellen Verfahren deutlich geringere Energiebedarf. Dieser resultiert aus der hohen Reaktivität der Pulverpartikel.

Mobiler Handarbeitsplatz zur Oberflächenaktivierung

Der extrem kompakte und mobile Piezobrush wurde speziell für die manuelle Vorbehandlung bei Einzelteilen und kleinen Stückzahlen, die Nachbearbeitung in diffizilen Fertigungsprozessen, beispielsweise in der Elektronik- und Feinwerktechnik, sowie bei der Reparatur von ETFE-Folien an Bauten oder bei Lackoberflächen mit kalt-aktivem Edelgasplasma unter Umgebungsdruck entwickelt. Das Gerät arbeitet bei rund 40°C mit unbedenklichem Spannungseintrag. Dadurch lassen sich selbst sehr temperaturempfindliche Substrate wie beispielsweise Kunststoffe und Papier. schonend vorbehandeln. Gleichzeitig ist bei hoher Aktivierungseffizienz die Sicherheit des Bedieners gewährleistet.

Einen Beitrag zur hohen Prozesssicherheit leisten die Konstruktion nach dem Plug & Play-Prinzip für einfachste Handhabung. So lässt sich der Plasmastrahl mit nur einem Taster am Handgerät aktivieren. Eine integrierte Steuereinheit regelt die Gas- und Energieversorgung zum stiftförmigen Plasmakopf, in dem das Edelgasplasma durch eine Piezokeramik gezündet wird. Die multifunktionale Aufnahmehalterung des Plasmakopfes dient einerseits als Basisstation, andererseits kann sie als Stativ für freihändiges Arbeiten eingesetzt werden. Im letzteren Fall ermöglicht ein Fussschalter das Ein- und Ausschalten des Plasmastrahls.

Autor

Doris Schulz, D-70825 Korntal

Information

Reinhausen Plasma GmbH

Weidener Strasse 20

93057 Regensburg

Tel. +49 941 4090 9100

1029143