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Anwendungsbereiche der Plasmatechnologie

landesweit in BW | 01.02.2019

Anwendungsbereiche der Plasmatechnologie. Foto: ©kalinovsky / depositphotos.com
Anwendungsbereiche der Plasmatechnologie. Foto: ©kalinovsky / depositphotos.com

Hamburg/Heilbronn: Für die Plasmatechnologie hat sich die Technik etwas von der Natur abgeschaut. Denn im Universum gibt es mit Blitzen, Polarlichtern oder der Sonne viele Bereiche, in denen Plasma vorkommt. In der Technik nutzt man elektrische Felder und ein Gas, um Plasma zu entzünden und damit Reaktionen auszulösen.

Kommt dies mit einer Oberfläche in Berührung, wird die Oberflächenenergie darauf übertragen. Die Oberfläche wird dadurch verändert. In der Industrie nutzt man dieses Verfahren, um Oberflächen zu behandeln. Je nachdem wird bei der Oberfläche die Benetzbarkeit oder die Anhaftung erhöht, sie kann gereinigt oder aktiviert oder für eine weitere Bearbeitung vorbereitet werden.

Welche verschiedenen Typen von Plasmasystemen gibt es?

Für die Plasmatechnologie kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz. Heißes Plasma wird zum Plasmaschweißen oder Plasmaschneiden verwendet. Die sogenannten kalten Plasmen verwendet man für Niederdruckplasma NDP und Atmosphärendruckplasma ADP. Geräte, die unter normalen Druckbedingungen arbeiten, sind ADP Systeme. Sie haben den Vorteil, dass sie problemlos in bestehende Fertigungslinien integriert werden können. Dadurch lässt sich dieses Plasmasystem auch in der industriellen Anwendung einsetzen. Bei ADP Systemen befindet sich die Plasmakammer in einem Kopf, der über ein Bauteil geführt wird, um dessen Oberfläche punktuell zu bearbeiten. Bei Niederdruckplasmasystemen wird das Plasma durch Unterdruck erzeugt und entzündet. Dafür befinden sich die Bauteile in der Vakuumkammer, wodurch es möglich ist, die gesamte offenliegende Oberfläche zu erreichen. NDP Systeme können daher auch dann angewandt werden, wenn Kavitäten von Produkten erreicht werden müssen. Für die Plasmatechnologie stehen unterschiedliche Maschinen zur Verfügung. NDP und ADP Systeme können auf den Bedarf abgestimmt werden. Maschinen, bei denen die Bauteile einzeln und manuell eingelegt werden, sind besonders gut für Muster- und Einzelfertigungen geeignet. Schneller und ohne großen Aufwand erfolgt die Anwendung der Plasmatechnologie bei der vollautomatischen Serienfertigung. Hiermit lassen sich auch große Stückzahlen schnell und zuverlässig bearbeiten. Die Plasmasysteme bieten zudem den Vorteil, dass sie ein hohes Maß an Sicherheit bieten. Außerdem können sie bei Bedarf auch auf individuelle Anforderungen angepasst werden.

Für welche Anwendungsgebiete eignet sich die Plasmatechnologie?

Besonders bei innovativen Fertigungsprozessen und Materialkombinationen bietet die Plasmatechnologie zahlreiche Vorteile. Selbst die Entwicklung von neuen Produkten und Materialkombinationen ist mit der Plasmatechnologie problemlos möglich. Diese Materialfreiheit bedeutet für die Industrie einen großen Fortschritt. Die Plasmatechnologie kommt in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz, so etwa in der Automobilindustrie, in der Elektronik, für Verpackungen, erneuerbare Energien, Konsumgüter usw. Vor allem aus der Automobilindustrie ist sie für die Sicherheitselektronik nicht mehr wegzudenken. Mit der Plasmatechnologie werden unterschiedliche Ziele verfolgt, wenngleich es in erster Linie darum geht, Oberflächen für weitere Verarbeitungsschritte vorzubereiten. Unerheblich, in welchem Bereich die Plasmatechnologie angewandt wird, das Ergebnis ist eine saubere, langlebige und starke Verbindung der Oberfläche. Die Plasmareinigung wird eingesetzt, um Trennschichten zu entfernen. Die Oberfläche von Kunststoffen, Metallen und anderen Materialien wird für die weitere Verarbeitung optimal vorbereitet. Auf schonende Weise werden kleinste Staubpartikel und unerwünschte Stoffe von der Oberfläche entfernt, sodass eine sofortige Weiterverarbeitung möglich ist. Die Oberflächenspannung erhöhen oder die Spaltgängigkeit verbessern kann man mit der Plasmaaktivierung. Dabei werden verschiedenste Oberflächen derart modifiziert, dass die Benetzbarkeit deutlich verbessert wird. Manche Materialien haben eine große Rauhtiefe. Die Plasmahydrophilierung verringert diese. Zusätzlich werden Oberflächenspannung und Benetzbarkeit auf verschiedenen Materialien erhöht. Mit Hilfe des Atmosphärendruckplasmas lässt sich die Oberflächenenergie auf thermisch sensiblen Oberflächen erhöhen. Diese Plasmafunktionalisierung ist besonders bei Polymeroberflächen vorteilhaft, da diese anschließend problemlos weiter ver- und bearbeitet werden können. Um Oberflächen auf metallischen Materialien vor Korrosion zu schützen, kann die Passivierung angewandt werden. Durch die Plasmavorbehandlung wird eine Passivierungsschicht erzeugt, die Korrosion verlangsamt und den Korrosionsschutz erhöht. Die Plasmavorbehandlung reduziert auch die Oberflächenrauigkeit. Bei isolierenden und metallischen Schichten wird dadurch die Rauigkeit reduziert, ohne jedoch die grundsätzlichen physikalischen Eigenschaften zu beeinflussen.

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