Plasma kann als der „vierte Zustand“ der Materie nach dem festen, flüssigen und gasförmigen Zustand definiert werden. Durch Zuführung von Energie zu gasförmiger Materie mittels einer elektrischen Entladung wird das Gas in Plasma umgewandelt.
Das ionisierte Gas ist reich an anderen Elementen wie Radikalen, Ionen und Elektronen, die, wenn sie auf die zu behandelnde Oberfläche treffen, deren Oberflächenenergie verändern.
Heiße (thermische) Plasmen werden in der Metallurgie und Keramik verwendet. Kalte (nicht-thermische) Plasmen sind nützlich für die Bearbeitung sehr empfindlicher Materialien wie Kunststoffe, Papier und integrierte Schaltkreise.
Es gibt drei Arten der Plasmabehandlung:
- Niederdruck (Vakuum), der separate Kammern und Pumpen zur Evakuierung benötigt
- Hochdruck (nicht für die Oberflächenbehandlung geeignet)
- bei Atmosphärendruck (die innovativste und wirtschaftlichste Variante).
Atmosphärisches Plasma führt zu einer besseren Haftung (was das Auftragen von Druckfarben, Lacken, Klebstoffen und Beschichtungen erleichtert) und zu einer höheren Beständigkeit der behandelten Oberflächen gegenüber korrosiven Stoffen.
Vorteile des atmosphärischen Plasmas
- Möglichkeit der Schaffung von Funktionsflächen mit geringen Investitionen und reduzierten Abmessungen
- Vollständige Kompatibilität mit Roboteranwendungen: kann leicht in neue oder bestehende Anlagen integriert werden
- Hohe Zuverlässigkeit, Prozessgeschwindigkeit, Punktgenauigkeit und geringer Energieverbrauch
- Der Grad der Oberflächenaktivierung ist höher als bei der Corona-Behandlung
- Umweltfreundliche Technologie: Die Plasmavorbehandlung kommt ohne Lösungsmittel aus (die bei nasselektrochemischen Verfahren verwendet werden), ermöglicht die Verwendung von Lacken und Klebstoffen auf Wasserbasis und erzeugt kein Ozon.
- Potentialfreie Entladung: Die behandelten Materialien sind keinem elektrischen Potential ausgesetzt.
Wie es funktioniert
In air Plasma
Bei dem System In Air Plasma wird das in der Düse zwischen zwei Elektroden erzeugte Plasma durch einen Druckluftstrom auf das zu behandelnde Substrat gerichtet. Ein oder mehrere Versorgungsbrenner sind über ein abgeschirmtes Kabel mit dem Generator verbunden und mit einem Druckregler mit Manometer ausgestattet.
Die Behandlungsbreite jedes einzelnen Brenners beträgt etwa 10 mm.
Die Oberflächenmodifikation kann durch Variation der Eingangsleistung, der Modulationsfrequenz des elektrischen Feldes, der Art und des Drucks des Speisegases sowie der Temperatur und Position des Substrats eingestellt werden. Die Behandlungsparameter können mit äußerster Präzision eingestellt, gespeichert und über die Zeit reproduziert werden.
In Air Plasma Spark
Beim System In Air Plasma Spark versorgt der digitale Generator mit integriertem Transformator einen oder zwei Entladungsbrenner, die die Coronaentladung über einen Luftstrom auf das zu behandelnde Substrat richten (für die Entladung ist keine Druckluft erforderlich).
Die Behandlungsbreite eines einzelnen Brenners beträgt 40 mm.
Wichtigste Anwendungen
In vielen Bereichen des verarbeitenden Gewerbes wird die Plasmabehandlung bei Atmosphärendruck eingesetzt, um die Benetzbarkeit, die Haftfähigkeit und die Bedruckbarkeit von Oberflächen zu verbessern und herkömmlichen Materialien neue Eigenschaften zu verleihen (Härte, Kratz- und Korrosionsbeständigkeit, wasser- und ölabweisende Eigenschaften, usw.).
Verpackung
Zur kleinflächigen Behandlung von Aluminium- und Kunststofffolien; zur Förderung der Haftung von Klebstoffen bei der Herstellung von plastifizierten Schachteln (Falt- und Klebelinien); zur Vorbereitung von Kartons für nachfolgende Produktionsschritte (Kleben, Bedrucken, Folieren); zur Verbesserung der Haftung von Druckfarben, Beschichtungen und Lacken auch auf schwierigen Oberflächen.
Transport
Zur Behandlung von Instrumententafeln, Armaturenbrettern, Stoßfängern; zur Verbesserung der Verankerung von Autotürdichtungen; zur Verbesserung der strukturellen Verklebung und Lackierung von Motorrad- und LKW-Teilen; zur Verleihung von Korrosionsschutzeigenschaften an Oberflächen.
Elektronik
Vorbereitung von Displays für eine kratzfeste Behandlung; Optimierung der Halbleiterproduktion; Lackierung von Handyschalen ohne flüchtige organische Verbindungen (VOC).
Konsumgüter
Zur Beschichtung von Profilen und zur Versiegelung der Kanten von Möbelplatten; zur Optimierung der Verklebung von Geräteteilen; zur Lackierung von Kunststoffspielzeug mit ungiftigen Farben.