Das Niederdruckplasma bietet sehr vielseitige Möglichkeiten, Oberflächen zu modifizieren. Die Feinreinigung von verschmutzten Bauteilen, die Plasmaaktivierung von Kunststoffteilen, die Ätzung von PTFE oder Silizium und die Beschichtung von Kunststoffteilen mit PTFE-ähnlichen Schichten sind einige Anwendungen. Insofern wird das Niederdruckplasma in den verschiedensten Bereichen eingesetzt, wo es darauf ankommt Materialien zu verbinden oder die Oberflächeneigenschaften gezielt zu verändern.
Plasmaprozesse
Reinigen von Werkstoffen
Die Plasmatechnik bietet Lösungen für jede Art der Verschmutzung, für jedes Substrat und für jede Nachbehandlung. Dabei werden auch molekulare Verschmutzungsreste abgebaut.
Weitere Informationen
Aktivieren von Werkstoffen
Voraussetzung für die Haftung von Bindungspartnern beim Lackieren, Kleben, Bedrucken oder Bonden ist eine gute Benetzbarkeit der Oberfläche.
Weitere Informationen
Ätzen von Werkstoffen
Die Plasmatechnik ermöglicht anisotropes und isotropes Ätzen. Isotropes Ätzen durch chemisches Ätzen, anisotropes Ätzen durch physikalisches Ätzen.
Weitere Informationen
Beschichten von Werkstoffen
Mit Niederdruckplasmen lassen sich Werkstücke mit diversen Beschichtungen vergüten. Dazu werden gasförmige und flüssige Ausgangsstoffe in die Vakuumkammer zugeführt.
Weitere InformationenWie sind Niederdruckplasma-Anlagen aufgebaut und wie funktionieren sie?
Bei der Niederdruck-Plasmatechnik wird Gas im Vakuum durch Energiezufuhr angeregt. Es entstehen energiereiche Ionen und Elektronen sowie andere reaktive Teilchen, die das Plasma bilden. Damit lassen sich Oberflächen wirkungsvoll verändern. Es werden dreiPlasmaeffekte unterschieden:
Mikrosandstrahlen
Die Oberfläche wird durch den Ionenbeschuss abgetragen.
Chemische Reaktion
Das ionisierte Gas reagiert chemisch mit der Oberfläche.
UV-Strahlung
Die UV-Strahlung bricht langkettige Kohlenstoffverbindungen auf.
Durch die Variationder Prozessparameter wie Druck, Leistung, Prozesszeit, Gasfluss und -zusammensetzungändert sich die Wirkungsweise des Plasmas. So lassen sich in einem einzigen Prozessschritt mehrere Effekte erzielen.
Plasma entfernt Trennmittel (auch Silikone und Öle) von der Oberfläche. Diese werden von z. B. Sauerstoff chemisch angegriffen und inflüchtige Verbindungen umgewandelt. Durch den Unterdruck und die oberflächliche Aufheizung verdampfen die Trennmittel bzw. deren Reste zum Teil. Durch die energiereichen Teilchen im Plasma werden die Trennmittelmoleküle in kleinere Molekülfragmente aufgebrochen und lassen sich dadurch absaugen. Außerdem entsteht ein "Mikrostrahleffekt"auf atomarerEbene. UV-Strahlung kann Trennmittel aufbrechen.
Auf frisch produzierten als auch auf gelagerten Produkten befinden sich meist unsichtbare Ablagerungen wie Fette, Öle, Silikone, Feuchtigkeit oder Oxidationsschichten. Um diese Oberflächen fehlerfrei beschichten zu können, müssen diese LABS-frei sein (LABS = LAck Beschichtungs Störende), was durch eine Plasmareinigung erzielt werden kann.
Beispiel für einen typischen Plasmaprozess
Leistung: 500 Watt, Prozesskammervolumen: 100 Liter, Prozessgas: Luft oder Sauerstoff, Druck: 0,2 - 0,6 mbar, Dauer: 1 - 5 Minuten
Es steht eine Vielzahl von Prozessgasen (z. B. Luft, Sauerstoff, Argon, Argon-Wasserstoff, Tetrafluormethan-Sauerstoff) und Chemikalien (z. B. Hexamethyldisiloxan, Vinylacetat, Aceton, fluorhaltige Chemikalien) zur Verfügung.
Grundsätzlich gilt aber Folgendes: Das Prozesswissen ist entscheidend. Das Plasma muss zum Werkstoff passen, um alle gewünschten Effekte gezielt einstellen zu können.
Bauteil
Warenträger
Vakuumkammer
Eckventil
Gasflasche
Ventil (Nadelventil NV), Mass Flow Controller (MFC))
Elektrode
Belüftungsventil
Vakuumpumpe
Hochfrequenzgenerator
FAQ Häufig gestellte Fragen
Können die Bauteile nach der Behandlung angefasst werden?
Ja, unbedenklich - wir empfehlen vorsichtige Handhabung sowie das Tragen von Handschuhen, um Verunreinigungen zu vermeiden. Denn durch Plasma werden organische jedoch keine anorganischen Verunreinigungen entfernt. Da z.B. im Schweiß von Fingerabdrücken Salze (anorganische Verunreinigungen) enthalten sind.
Wie sollten behandelte Teile gelagert werden?
Nach der Plasmabehandlung empfiehlt es sich, die Teile nicht offen zu lagern, da sie Staub, organische Kontamination und Luftfeuchtigkeit anziehen.
Eingeschweißte Teile haben eine wesentlich höhere Haltbarkeitszeit als offen gelagerte.
Die bei uns in Lohnbehandlung behandelten Teile werden in enger Absprache mit dem Kunden verpackt z. B. in geprüfte silikonfreie PE-Beutel, ESD-Verpackungen oder kundenspezifisches Verpackungsmaterial, welches uns zur Verfügung gestellt wird.
Wie lange können aktivierte Teile vor der Weiterverarbeitung gelagert werden?
Die Lagerzeit der Bauteile ist abhängig von der Aktivierungszeit und dem Material und variiert zwischen wenigen Minuten und mehreren Monaten. Daher ist es oft auch nötig, Versuche vor Ort durchzuführen.
Metalle, Keramik, Glas und Elastomere: wenige Stunden
Kunststoffe (ausgenommen Elastomere): mehrere Tage, Wochen, Monate
Welche Monomere dürfen nicht verwendet werden?
Auf Grund von stark toxischer Wirkung dürfen keine halogenhaltigen Gase und Monomere mit atmosphärischem Plasma verwendet werden (F2, CL2, Br2, I) !
Kann man durch das Schauglas sehen?
Ja, je nach Material ist der Einblick in die Vakuumkammer möglich.
Kann die Kammertüre während des Betriebs geöffnet werden?
Unter normalen Umständen nein, der Unterdruck des Vakuums zieht die Türe an das Kammergehäuse.
Welche Verunreinigungen können entfernt werden?
Alle organischen, filmischen Verunreinigungen bis zur Größe von ca. 1 Mikrometer können mit den Plasmaanlagen von Diener electronic entfernt werden.
Können Bauteile von Metallspänen oder Staub befreit werden?
Eine Reinigung der Oberflächen von Metallspänen oder Staub ist leider nicht möglich.
Ist Niederdruck- oder Atmosphärendruck-Plasma die bessere Lösung?
Er gibt kein "besser oder schlechter" bei der Oberflächenbehandlung von Diener electronic, sondern "für die Anwendung geeigneter oder ungeeigneter".
Welche Vakuumkammer / Generator ist die Richtige für meinen Einsatz?
Je nach Anforderung wird die passende Vakuumkammer / Generator von Diener electronic angeboten.
Was unterscheidet Ihre Geräte, Anlagen und Systeme zur Plasmaoberflächenbehandlung im Atmosphären- und Niederdruck von anderen Marktbegleitern?
Die Geräte und Anlagen für die Plasmaoberflächenbehandlung von Diener electronic unterscheiden sich zu den Marktbegleitern durch:
- über 20 Jahre AD- und 30 Jahre ND-Erfahrungen in unterschiedlichen Produktionsumgebungen bei unseren Kunden dank Zuverlässigkeit der Technik
- einige Tausend bereits installierte Anlagen
- kompakte Bauweise
- moderne Kommunikationsprotokolle sind bei PC-Modellen verfügbar, wie Profinet, EtherCat, usw.
