bdtronic

Plasma Systeme für Vorbehandlungsprozesse

bdtronic Plasma VP4 Technologie bietet die zeitgemäße Vorbehandlungstechnik für langzeitbeständige Haftung. Sehen Sie hier, wie hundertprozentig die Atmosphärendruck- und Niederdruck-Plasmasysteme funktionieren.


Atmosphären­druckplasma

Atmosphärische Plasmasysteme benötigen in der Regel nur Luft und Strom um Oberflächen optimal für Haftungsprozesse vorzubereiten. Die Plasmaköpfe können einfach und platzsparend in Automatisierungslösungen, etwa zusammen mit Dosierköpfen, in kontinuierliche Linienprozesse integriert werden.

mehr


Niederdruck­plasma BPS-LP für Vorbehandlungsprozesse

Unter dem Markennamen BPS-LP bieten wir inline-fähige Niederdruck-Plasmasysteme an, die beispielsweise zur Verbesserung des Fließverhaltens, der Anhaftung sowie der langzeitstabilen Dichtigkeit von Vergussmaterialien vor dem vollautomatisieren Vakuum-Vergussprozess integriert werden können. Die verfügbaren Kammervolumina sind angepasst an die typischen Werkstückträger-Transportsysteme.

mehr


Prozesskontrolle bei Plasmavorbehandlung

Zur Gewährleistung der Prozesssicherheit bei Ihren Anwendungen sind unsere Systeme mit manipulationssicheren
Steuerungs-PCs ausgestattet und bieten kontinuierliche Überwachungs- und Regelungsfunktionen.

mehr

Was ist Plasma?

Plasma ist ein teilionisiertes Gas, wobei der Ionisierungsgrad schwanken und zum Teil sehr gering sein kann. Über 99 Prozent des uns umgebenden Universums ist im Plasmazustand. Beispiele hierfür sind Blitze, Polarlicht, die Sonne oder Kerzenlicht. Da Plasma durch hohe Energiezufuhr entsteht, gilt es als der vierte Aggregatszustand und ist typischerweise ein Gasplasma.

Technisch wird Plasma durch das Anlegen eines elektrischen Feldes erzeugt, welches ein durchströmendes Gas (z.B. Luft oder andere Gase) zu Plasma zündet. Plasma ist quasi neutral, aber da es aus freien Ladungsträgern bzw. reaktionsfreudigen Teilchen besteht, ist es energiereich und kann verschiedene physikalische und chemische Reaktionen auslösen. Diese Eigenschaft wird in der Industrie zur Erzeugung diverser Effekte genutzt.

Atmosphärendruckplasma und Niederdruckplasma

Künstlich erzeugtes Plasma kommt u.a. als physikalische Oberflächenvorbehandlungsmethode zum Einsatz. Neben „heißen“ Plasmen zum Plasmaschweißen oder Plasmaschneiden gelten diese Technologien als „kalte“ Plasmen. Hier unterscheidet man zwischen Niederdruckplasma (NDP) und Atmosphärendruckplasma (ADP). ADP-Anlagen sind typischerweise Geräte, die unter Normaldruckbedingungen in verschiedene Automatisierungslösungen integriert werden können und bei denen sich die Plasmakammer in einem Kopf befindet, der den zu bearbeitenden Bereich eines Bauteils abfahren kann. ADP-Systeme eignen sich ideal zur Integration in Fertigungslinien für industrielle Anwendungen zum Beispiel vor dem Aufbringen von Kleberaupen oder Flüssigdichtungen.

NDP sind Kammersysteme, in denen erst ein Unterdruck erzeugt wird und danach ein Prozessgas eingeschleust wird, dass dann zu Plasma gezündet wird. Bei NDP-Anlagen werden die Bauteile in eine Kammer gelegt oder eingeschleust. In dieser Vakuumkammer kann das Plasma nahezu die komplette offenliegende Oberfläche inklusive Kavitäten eines Produkts erreichen und umspülen, während ADP Systeme punktuell eingesetzt werden und in ihrer Wirktiefe und -breite begrenzt sind.

Wirkungsweise der Plasmatechnologie

Trifft ein Plasma auf eine Oberfläche, bricht es molekulare und intermolekulare Bindungen auf und erzeugt chemische Reaktionen, sodass nach einem Plasmaprozess die behandelte Oberfläche eine deutlich höhere Oberflächenenergie und eine höhere Sauerstoffgruppenanreicherung aufweist. Die Oberfläche erlaubt somit eine deutlich höhere Benetzbarkeit (hydrophile Eigenschaft) und Adhäsion (Anhaftung). Auch eine Veränderung der Oberflächenrauhigkeit kann festgestellt werden. Theoretisch werden die Effekte als Fein- oder Feinstreinigung, als Aktivierung oder als Funktionalisierung einer Oberfläche differenziert.

Diese Effekte begünstigen die Haftfestigkeit von Klebstoffen, Druckmitteln, Kunststoffen oder anderen Medien und somit die Dauerbeständigkeit solcher Verbindungen auch unter höheren Belastungen. Als Beispiel stelle man sich eine am äußeren Bereich eines Fahrzeugs eingebaute Sensorik vor, die Spritzwasser und im Winter aggressivem Salzwasser ausgesetzt ist.

Die Reinigung hat in der Regel eine Eindringtiefe von Nanometern bis Mikrometern. Da jede Oberfläche nie 100-prozentig sauber ist, sondern gewisse Grenzschichtlagen aus Verunreinigungen, Adsorbaten und Reaktionsschichten (Additive, Oxide) aufweist, ist für die Weiterbehandlung eine Feinstreinigung erforderlich.

Anwendungsmöglichkeiten der Plasmatechnologie

Die Plasma-Technologie kommt in vielen Branchen und Bereichen zum Einsatz: Automotive, Elektronik, Verpackung, erneuerbare Energien, Konsumgüter, etc.  Wobei sie insbesondere in der Sicherheitselektronik der Automobilindustrie nicht mehr wegzudenken ist.

Dabei werden unterschiedliche Ziele verfolgt, die mit der Plasmatechnologie erreicht werden.

  • Entfernen von Trennschichten: Als Vorbereitung für Folgeprozesse wie Kleben, Beschichten usw. wird mit der Plasmatechnologie die Oberfläche so vorbehandelt, dass unerwünschte Ausgangsstoffe und Staubpartikel entfernt werden. Die Plasmatechnologie ermöglicht es, die Stoffe gleich nach der Plasmareinigung weiter zu verarbeiten.
  • Erhöhung der Oberflächenspannung: Die Oberfläche von Kunststoffen, Metallen und anderen Materialien wird durch den Einsatz der Plasmatechnologie so verändert, dass sich die Oberflächenspannung auf das gewünschte Niveau erhöht, wodurch die Benetzbarkeit deutlich verbessert wird.

Vorteile der Plasmatechnologie

Die Plasmatechnologie ist eine wichtige Voraussetzung, um innovative Fertigungsprozesse sowie Materialkombinationen und neue Produkte zu entwickeln. Da dadurch zahlreiche neue Materialien kombiniert werden können, entsteht eine große Materialfreiheit, die für die Industrie von großer Bedeutung ist. Dadurch lassen sich auch die Materialkosten senken. Die Plasmatechnologie ist so ausgereift, dass sich der Plasmaprozess mit dem darauffolgenden Dosierprozess kombinieren lässt. Als Ergebnis erhält man nicht nur langlebige und starke Verbindungen, vielmehr werden die Prozesse insgesamt sicherer.

Die Plasmatechnologie hat den Vorteil, dass die Produktoberflächen eine einheitliche und gute Oberflächenreinheit und Benetzbarkeit erhalten.

Die für die Plasmatechnologie eingesetzten Maschinen und Geräte eignen sich sowohl für manuelle Bestückung als auch für die vollautomatische Serienfertigung von Produkten. Dabei steht die Zuverlässigkeit an erster Stelle. Der Einsatz von Plasmatechnologie als Vorbehandlungsmethode ist insbesondere für hochvolumige Produktionen, also Fertigungen mit schnellem Output und einem hohen Grad an Automatisierung interessant. Darüber hinaus steht der Plasmaprozess für hohe Reproduzierbarkeit, Zuverlässigkeit sowie Bedienerfreundlichkeit, denn der Prozess ist frei von flüchtigen, gesundheitsgefährdenden chemischen Bestandteilen.

Eine Plasmavorbehandlung ist ein kontaktloser Prozess, das heißt der Plasmastrahl wird in einem definierten Abstand von der Bauteiloberfläche bewegt. So ermöglicht die Plasmatechnologie auch eine sichere Reinigung von komplexen Baugruppen, wie etwa bestückten Leiterplatten, Nuten oder dreidimensionalen Bereichen.

VP4 – variables Plasma

Die Plasmatechnologie VP4 eignet sich zur Feinstreinigung und Aktivierung vor dem Kleben, Löten, Wire-Bonden, Umspritzen, Vergießen, Drucken oder anderen Prozessen, die eine saubere und polare Oberfläche zur Adhäsion benötigen.

Durch kontinuierliche Überwachung der relevanten Parameter ermöglicht die VP4-Technologie stabile und wiederholbare Prozesse. Das Plasmasystem kann in Produktionslösungen integriert werden, ob Lean-Production, vollautomatisierte Linienfertigung oder Roboterhandling.

Beim VP4-System ist der Transformator im Plasmakopf integriert. Das System kann mit einem Standardkabel angeschlossen werden und ist daher besonders einfach zu integrieren. Da es keine Leitungsverluste durch das Hochspannungskabel gibt, ist das System besonders energieeffizient.

Die Plasmatechnologie VP4 ermöglicht eine dynamische, kontinuierliche und variable Leistungsanpassung inkl. Gasflussregelung. Das System ist sowohl für Kunststoffe als auch für Metalle geeignet. Parallel mit dem Dosierprozess können Luftzufuhr, Strom und Grenzwerte automatisch eingestellt werden.

Sicherheit durch Prozesskontrolle

Einwandfreie Ergebnisse bei den Anwendungen werden durch eine kontinuierliche Prozesskontrolle gewährleistet. Dafür dienen unter anderem manipulationssichere Steuerungs-Computer, welche die Systeme ständig überwachen. Die Regelungsfunktion der Prozesskontrolle trägt zur Sicherheit bei. Dabei werden Gasfluss, Gasdruck, Durchflussregelung, Leistung, Zündung, Arbeitsspannung, Betriebsstundenzähler und Verschleiß überwacht.