Was versteht man unter der Plasmatechnologie?

Welche Arten von Plasmasystemen kommen in der Industrie zum Einsatz?

Plasmasysteme werden für die Oberflächenvorhandlung eingesetzt. Dabei unterscheidet man zwischen heißem Plasma und kaltem Plasma. Heiße Plasmen werden beim Plasmaschweißen oder Plasmaschneiden verwendet, während die sogenannten kalten Plasmen für die Oberflächenbehandlung zum Einsatz kommen. Je nach verwendeten Materialien gibt es Atmosphärendruckplasma und Niederdruckplasma. Die beiden Verfahren bereiten auf unterschiedliche Arten verschiedene Oberflächen für die weitere Verarbeitung vor. Ein wichtiger globaler Anbieter im Bereich der Niederdruck- und atmosphärischen Plasmasysteme ist das Unternehmen Bdtronic: https://www.bdtronic.de/plasma/plasmatechnologie/

Feinstreinigung und Oberfächenvorbereitung mit Atmosphärendruckplasma

Für Atmosphärendruckplasma kommen sogenannte ADP-Anlagen. Dabei handelt es sich um Geräte, mit denen unter normalen Druckbedingungen Automatisierungslösungen eingebracht werden. Die Plasmakammer befindet sich bei ADP-Anlagen in einem Kopf, der die zu bearbeitenden Bereiche eines Bauteils abfährt. Neben der Feinstreinigung eignen sich ADP-Anlagen auch zum Aktivieren der Oberfläche vor dem Kleben, Löten, Drucken usw., wenn die Oberfläche sauber und polar sein muss. Ein Vorteil des Atmosphärendruckplasma liegt darin, dass diese Systeme in Produktionslösungen integriert werden können. Atmosphärendruckplasmasysteme kommen besonders in der Industrie zur Anwendung, um zum Beispiel Oberflächen zu behandeln, auf denen Kleberaupen oder Flüssigdichtungen aufgebracht werden sollen.

Niederdruckplasmasystem für Inline-Bearbeitung

Im Gegensatz zu den Atmosphärendruckplasmasystemen arbeiten Niederdruckplasmasysteme mit Unterdruck. In den Kammersystemen der NDP-Anlagen wird Unterdruck erzeugt, bevor das Prozessgas eingeschleust wird. Dieses wird anschließend zu Plasma entzündet. Die Bauteile werden dafür in eine Kammer gelegt, in der Vakuum herrscht. Dadurch ist es möglich, nahezu die gesamte offenliegende Oberfläche zu behandeln. Das ist bei ADP-Systemen nicht möglich, da diese nur punktuell eingesetzt werden können, weil deren Wirktiefe und Wirkbreite begrenzt ist. NDP ist ein kalter Prozess, für den Prozessgas ausgewählt werden kann. Dieses Verfahren eignet sich hervorragend für Elektronikteile. Die Anwendung ist partikelfrei und man erzielt langzeitstabile Effekte.

Funktionsweise dieser Technologie

Auf allen Oberflächen gibt es molekulare und intermolekulare Bindungen. Bringt man Plasma auf diese Flächen, so löst dies chemische Reaktionen aus. Dadurch besitzen mit Plasma behandelte Oberflächen eine höhere Oberflächenenergie und auch eine höhere Sauerstoffgruppenanreicherung. Diese Eigenschaft sorgt dafür, dass sich die hydrophile Eigenschaft, die Adhäsion und die Oberflächenrauigkeit verändern. Das Ziel der Oberflächenbehandlung mit Plasma liegt darin, die Haftfestigkeit zu verbessern,damit Klebstoffe, Druckmittel, Kunststoffe oder andere Materialien besser darauf haften. Zusätzlich erreicht man dadurch eine bessere Dauerbeständigkeit selbst unter höherer Belastung. Nach der Plasmaanwendung ist jede Oberfläche extrem sauber.

Anwendungsbereiche der unterschiedlichen Plasmasysteme

Das Ergebnis der Plasmatechnologien ist eine saubere und optimal vorbereitete Oberfläche von unterschiedlichen Materialien. Sie kommen in verschiedenen Industriezweigen zum Einsatz, unter anderem im KFZ-Bereich, in der Elektronik- und Verpackungsindustrie, bei den erneuerbaren Energien, bei Konsumgütern usw. Besonders in der Automobilindustrie ist diese Technologie im Hinblick auf die Sicherheitselektronik nicht mehr wegzudenken. Die Plasmareinigung dient dazu, Trennschichten zu entfernen, sodass selbst kleinste Staubpartikel beseitigt werden. Um Oberflächen zu modifizieren, kommt die Plasmaaktivierung zum Einsatz. Dadurch wird die Benetzbarkeit verbessert, indem die Oberflächenspannung erhöht und die Spaltgängigkeit optimiert wird. Die Plasmahydrophilierung verringert durch die Erhöhung der Oberflächenspannung die Rauhtiefe und vergrößert die Oberfläche. Mit Atmosphärendruckplasma kann durch die Plasmafunktionalisierung die Oberflächenenergie verbessert werden. Dadurch lassen sich auch thermisch sensible Oberflächen weiterbearbeiten. Die Plasmapassivierung ist ein Prozess, um die Oberfläche vor Korrosion zu schützen. Für Nieder- und Atmosphärendruckplasma-Anlagen kommen unterschiedliche Maschinen zum Einsatz, um von der manuellen Einzelbestückung bis hin zur vollautomatischen Serienfertigung alle Anforderungen zu erfüllen.