SISTEMI AL PLASMA IN BASSA PRESIONE PER IL TRATTAMENTO E IL RIVESTIMENTO AL PLASMA DI ELASTOMERI E ARTICOLI TECNICI IN GOMMA

Impianto industriale al plasma da 300 litri per il trattamento di o-rings e articoli tecnici in gomma
Utilizzo delle medesime casse di movimentazione
Impianto industriale al plasma da 300 litri per il trattamento di o-ring e articoli tecnici in gomma
Burattiera impianto industriale al plasma da 300 litri per il trattamento di o-ring e articoli tecnici in gomma

La DIENER ELECTRONIC ha messo appunto numerosi trattamenti superficiali che utilizzano la tecnologia ed i processi al plasma a bassa pressione, i quali soddisfano la necessità di migliorare e/o modificare le caratteristiche superficiali di elastomeri, gomme sintetiche e gomme naturali.

La DIENER ELECTRONIC ha installato oltre 100 sistemi al plasma in bassa nel mondo per il trattamento di elastomeri, articoli tecnici in gomma e o-rings. Conta tra i propri clienti le più grandi aziende produttrici del settore come Fruedenbeg, Trelleborg, Wellstabe, Parker, OVE ecc.

In Italia ad oggi sono stati installati 2 sistemi da 300 litri

Incremento della superficie dell'articolo tecnico in gomma per promuovere l'adesione con vernice al PTFE o altri rivestimenti
Dettaglio incremento della superficie dell'articolo tecnico in gomma per promuovere l'adesione con vernice al PTFE o altri rivestimenti
Pulizia al plasma di o-ring
 

I fattori critici per le funzionalità di un elastomero sono il design geometrico e la selezione delle mescole. Tuttavia, per molte applicazioni le proprietà superficiali sono altrettanto importanti.

Le guarnizioni ed in particolare gli o-ring (elastomeri), possono essere soggetti alla necessità di un trattamento superficiale speciale, di pulizia o di rivestimento.

l processo al plasma a bassa pressione, oltre ad offrire vantaggi tecnici assoluti, offre sostanziali vantaggi economici, sia in termini di costo di incidenza di trattamento su prodotto unitario sia in termini di basso impatto ambientale della tecnologia.

Fra le specifiche tecniche che riguardano un grado spinto di pulizia, risulta sempre più incalzante la richiesta di pulizia per eliminare la presenza di contaminazione siliconica dalla superficie (labs-free) e rendere quindi la superficie dell’elastomero più bagnabile.

A seconda della procedura di pulizia e/o rivestimento si possono ottenere i seguenti vantaggi:

 

• Pulizia fine per incremento della bagnabilità

• Pulizia spinta per assicurare lo standard di componenti usati nella trasmissione

• Pulizia da rilascio di contaminazione siliconica (labs-free)v

Il grafico mostra come mediante il rivestimento al plasma si possa ridurre o modulare il coefficiente di attrito
Rivestimento ©DienerSlip per la riduzione del coefficiente di attrito

Al contrario, peri rivestimenti, risultano sempre più frequenti richieste relative a trattamenti che riescono a modulare (ridurre) il coefficiente di attrito, ad esempio per allungarne il tempo di vita in applicazioni statiche e dinamiche, evitare l’adesione, oppure per supportare la semplicità dell’installazione.

 

 A seconda del rivestimento si possono ottenere i seguenti vantaggi:

  • Rivestimento per una migliore separazione
  • Rivestimento per montaggio statico in flangia
  • Rivestimento per un effetto anti-adesivo
  • Rivestimento per la modulazione del coefficiente di attrito
  • Rivestimento per la riduzione delle coppie di spunto
  • Rivestimento per il miglioramento della lubrificazione
  • Rivestimento per una riduzione dell’effetto stick-slip
  • Rivestimento per una semplificazione del montaggio automatico
  • Rivestimento biocompatibile
  • Rivestimento anticalcare

 

Il processo al plasma a bassa pressione messo appunto dalla DIENER ELECTRONIC, oltre a realizzare la pulizia delle guarnizioni e/o o-ring come sopra descritto, ne attiva la superficie. L’attivazione superficiale, incrementa le forze di attrazione dell’elastomero, predisponendola a ricevere un rivestimento di qualsiasi tipo e favorendone l’adesione (bonding).

Dopo la pulizia, a seconda della mescola, si procede con il processo di attivazione e/o di etching della superficie (mentre nel caso dell’attivazione l’effetto decade nel tempo e può non essere efficace su alcune delle mescole di gomma utilizzate, l’etching rende la superficie più rugosa e di conseguenza è un effetto permanente e funziona su tutti i tipi di mescole).

 

a) Pulizia atta all‘incremento della bagnabilità

PWIS è l’acronimo inglese per le sostanze che potrebbero compromettere la bagnabilità superficiale nel processo di rivestimento. Queste sostanze impediscono una bagnabilità regolare della superficie da rivestire, causando imperfezioni come cavità e formazioni di micro fori nello strato di vernice. Dopo l’introduzione nell’industria automobilistica del processo di verniciatura con lacche senza solventi (o per essere più precisi, a basso contenuto di solventi), si richiedono sul mercato materiali, attrezzature e strumenti di produzione privi di “PWIS”.

Dal momento che non si sa quali sostanze causano questi difetti, i materiali, componenti e gruppi vengono testati per garantire che essi siano privi di “PWIS”. Mentre nel caso di metalli e molte materiali plastici, la pulizia intensiva rimuove in modo efficace le sostanze impiegate nella fabbricazione che si legano alla superficie (distaccanti, refrigeranti, ecc.), la pulizia superficiale non è sufficiente nel caso degli elastomeri.

A seconda della mescola, non è solo necessario rimuovere dalla superficie eventuali materiali residui utilizzati nella fabbricazione, ma devono essere rimose tutte le tracce di sostanze utilizzate nella produzione che vengono diffuse nella materia, nonché diversi ingredienti composti non legati.

La DIENER ELECTRONIC ha sviluppato un processo in cui gli elastomeri vengono puliti totalmente da “PWIS”. Nel caso di composti contenti un’alta percentuale di sostanze da laboratorio, si può verificare una rinnovata contaminazione, a seconda delle condizioni di stoccaggio e condizioni operative. I migliori risultati si ottengono con il processo di pulizia al plasma DIENER ELECTRONIC.

Eseguendo una pulizia intensiva al plasma a bassa pressione, i componenti subiscono una pulizia efficace e profonda.

b) Pulizia da sostanze contaminanti residue esterne, per componenti usati nella trasmissione manuale e automatica

 

Lo standard descrive una specifica tecnica atta a determinare lo stato delle sostanze contaminanti residue esterne, che riguardano componenti utilizzati nella trasmissione manuale ed automatica. Il rispetto dello standard in questione, assicura il miglioramento e la pulizia delle funzionalità di trasmissione.

Il processo di pulizia al plasma messo a punto dalla DIENER assicura il rispetto dello standard in questione. Di seguito viene riportata sinteticamente la specifica tecnica di riferimento ed il test che la sottende.

I. Test in accordo alla specifica VW nr. 3370

 

Il numero e le dimensioni delle particelle sono determinate filtrando con l’aiuto di una membrana o un filtro a rete, il liquido detergente utilizzato precedentemente per la pulizia dei componenti. La risoluzione minima richiesta per particelle da 5 μm di diametro deve essere di almeno 1 μm (o 0,5 μm, ove possibile) per pixel. La procedura di pulizia del componente viene richiesta in molti standard, tra cui EN 16232-2007-06-01, il quale è stato proposto nel 2007, così come le innumerevoli norme di test automobilistici come VW PV 3370, GN 4340 T2, ZF0000_700_815, ecc. Al fine di conformarsi a tutti questi standard, specialmente quando si analizzano i filtri si richiede flessibilità.

c) Pulizia da contaminazione superficiale siliconica (“labs-free”)

 

Le guarnizioni o-ring di tipo “labs-free” sono degli o-ring privi di sostanze che potrebbero causare la compromissione della rete interna della vernice. Questi o-ring sono particolarmente adatti ai sistemi ad aria compressa utilizzati nel settore della verniciatura industriale, specialmente nell’industria di fornitura degli autoveicoli. Gli elastomeri possono contenere sostanze (silicone), che causano la compromissione della rete interna della vernice. Queste sostanze possono essere rilasciate in aria o per contatto con gli elastomeri, possono finire sulla superficie da verniciare, provocando delle cavità sulla superficie verniciata. È per questo, che gli o-ring previsti per questo utilizzo, sono oggetto di un trattamento particolare in modo da garantire che essi siano privi di tali sostanze interferenti con il processo di verniciatura.

 

Il processo di pulizia al plasma messo a punto dalla DIENER ELECTRONIC assicura il rispetto dello standard in questione.

Di seguito viene riportata sinteticamente la specifica tecnica di riferimento ed il test che la sottende.

II. Test secondo la specifica VW nr. 3.10.7

 

La VW PV 3.10.7 è una specifica di test standard ampiamente utilizzata. I pezzi da testare vengono bagnati con un composto solvente, il composto solvente viene successivamente evaporato su una piastra di vetro di prova, la piastra di prova viene quindi verniciata. Il test risulta essere positivo (assenza di contaminante siliconico) se non si evidenziano venature (graffi) sulla superficie laccata.

 

 

2. Attivazione

Il processo al plasma a bassa pressione messo appunto dalla DIENER ELECTRONIC, oltre a realizzare la pulizia delle guarnizioni e/o o-ring come sopra descritto, ne attiva la superficie. L’attivazione superficiale, incrementa le forze di attrazione dell’elastomero, predisponendola a ricevere un rivestimento di qualsiasi tipo e favorendone l’adesione (bonding).

Dopo la pulizia, a seconda della mescola, si procede con il processo di attivazione e/o di etching della superficie (mentre nel caso dell’attivazione l’effetto decade nel tempo e può non essere efficace su alcune delle mescole di gomma utilizzate, l’etching rende la superficie più rugosa e di conseguenza è un effetto permanente e funziona su tutti i tipi di mescole).

 

3. Rivestimenti

Trattamento al plasma DIENER ELECTRONIC per la modulazione del coefficiente di attrito

La modulazione del coefficiente di attrito è una preoccupazione costante nel settore della gomma, in particolare su tenute e guarnizioni. Negli anni passati, la DIENER ELECTRONIC ha investito tempo, energie e risorse nell’ottimizzazione di un trattamento al plasma per la modulazione del coefficiente di attrito per i campioni di cui sopra. I suoi sforzi sono stati incoronati con successo. I campioni di gomma vengono trattati alla rinfusa in un tamburo rotante per meno di mezz'ora durante la quale viene eseguito un processo di polimerizzazione al plasma.

Con questo trattamento, il coefficiente di attrito di tenute, guarnizioni ed o-ring, viene ridotto di un fattore di circa 4,5 !