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Oberflächenoptimierung

Activation par plasma basse pression

1. L’activation de surface des métaux est-elle possibles?

L'activation de surface des métaux est possible sur le principe, cependant, l'activation d’un métal est très instable et donc de courte durée de vie. Lorsque le métal est activé, il doit être traité (collé, peint ...) dans les quelques minutes ou heures qui précèdent, les surfaces réactives réagissent rapidement et en permanence avec les contaminations de l'air ambiant.
L’activation des surfaces métallique prend tout son sens avant que des processus tels que soudure ou collage.

Design des systèmes d'activation LF/RF et MW

2. L’activation de surface des plastiques est-elle possible?

Les matières plastiques telles que le PP (polypropylène) ou le PTFE (polytétrafluoroéthylène) sont apolaires (non polaires). Ce qui signifie que ces matières plastiques doivent être prétraitées avant impression, peinture et collage. Ceci est également vrai pour les verres et céramiques. Le gaz de traitement est généralement de l'oxygène de grade industriel. Cependant, de nombreuses activations peuvent également être effectuées à l'air ambiant.

Les pièces restent actives pendant des durées allant de quelques minutes à plusieurs mois. Par exemple le PP peut subir son processus subséquent plusieurs semaines après le traitement d’activation. Malgré cela, il est recommandé de ne pas stocker les pièces à l'air libre, compte-tenu qu’elles tendent à attirer poussière, humidité et autres contaminations organiques.

L'activation peut être mise en évidence de manière univoque par simple immersion dans l'eau (solution polaire) de la pièce non traitée puis traitée. Au sortir du bain, des gouttes se forment spontanément sur la surface lorsque la pièce est non traitée. Une fois traitée, un film d’eau de surface présent au sortir de la pièce reste continu et stable: la pièce est devenue totalement mouillante par l’eau.

3. L’activation de surface des verres et céramiques est-elle possible?

Verres et céramiques se comportent de façon similaire aux métaux, leurs surfaces peuvent être activées, et aussi, dans une certaine mesure être gravées (attaquées).

4. L’activation de surface d’une poudre est-elle possible?

Poudre activée par plasma, l’UHMWPE (PolyEthylène à Très Haut Poids Moléculaire).

Pour diverses applications, la poudre de polyéthylène UHMW hydrophile est employée comme solution innovante. En effet, elle peut être utilisée comme additif dans les caoutchoucs, avec pour résultat d’accroitre leur résistance à la déchirure. Mais encore, il est également possible d’employer cette poudre de PE hydrophile pour augmenter la force de liaison, l’adhérence entre métaux et plastiques. Cette hydrophilisation est obtenue  en utilisant le procédé plasma sous basse pression. Les paramètres de traitement sont fortement dépendants de la taille des particules de poudre (sa répartition granulométrique). La durée du traitement plasma peut être comprise entre 30 minutes et plusieurs heures. Les risques d’endommagements thermiques de la poudre sont exclus, dans la mesure où la température du système reste toujours modeste dans cette méthode de traitement. De même, les propriétés fondamentales de la poudre telles que la température de fusion, le taux de cristallisation et la masse moléculaire ne sont pas affectés. En raison des nombreux paramètres de procédé ajustables, diverses propriétés de surface peuvent être obtenues.

5. De quelle façon la qualité de l'activation peut-elle être testée?

La qualité de l'activation peut être testée rapidement et facilement suivant deux différentes méthodes:

5.1 Mesure de l'angle de contact

Dans cette méthode, l'angle de contact (de mouillage) d'une goutte d'eau déposée sur la surface activée est mesuré. Meilleure est l'activation, plus la goutte d'eau se trouvera étalée sur la surface. Cette méthode est peu utilisée suite, au coût relativement important de l'instrumentation nécessaire, au fait que la mesure ne peut que rarement être effectuée sur site, immédiatement après traitement. En particulier, pour les pièces de grande taille ou de forme complexe, il peut être difficile ou impossible d’effectuer la mesure compte tenu de l’instrumentation sans devoir effectuer un prélèvement donc découper la pièce.

5.2 Encres test

Une valeur d’énergie de surface est associée aux matériaux traités en fonction du comportement à l’étalement d’encres d'essai déposées sur leur surface. L'unité est le mN / m [anciennement dyne / cm]. L'eau pur présente une énergie superficielle (tension de surface) de 72,6 mN / m. Les encres d'essai disponibles vont de 28 mN / m à 105 mN / m en 10 niveaux.

6. De quelle façon le test de quadrillage "Cross Hatch test" est-il effectué?

Avec des temps de traitement longs (> 15 minutes) et l’utilisation de gaz appropriés, les surfaces ne sont pas seulement activées, mais également attaquées (gravées). Les surfaces présentent alors un aspect rugueux et mat. Les niveaux d'adhérence les plus élevés sont obtenus avec ces surfaces attaquées (gravées). L’adhérence des revêtements est généralement appréciée suivant un test normalisé, usuellement dénommé « test de quadrillage » (normes EN ISO 2409 et la norme ASTM D3369-02) A cet effet, la matière plastique est peinte et ensuite un quadrillage normalisé (treillis), traversant le revêtement et donc allant jusqu’au substrat, est réalisé au moyen d’un outil d'essai spécial de quadrillage (ou à défaut un cutter). Enfin, une bande de scotch normalisé est soigneusement apposé sur le quadrillage, avant d’en être énergiquement arraché. Si des morceaux de peinture sont arrachés (adhèrent à la bande), alors l'adhérence de la peinture est considérée comme modeste à faible. Une échelle d’adhérence dépendante du taux d’arrachement du revêtement est établie et décrite dans les deux normes citées.

7. Pourquoi les ‘indicateurs plasma’ sont-ils requis?

Les pastilles indicatrices ou le composé métallique spécifique constituent deux alternatives rapides et efficaces de vérification, démontrant formellement si le traitement plasma a été effectué. Pour plus de détails, se reporter à la rubrique "Révélateurs de traitement Plasma"

8. Quelles sont les applications possibles?

Vous trouverez de plus amples information sur le sujet dans le paragraphe "Applications".