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Plasmatechnologie als Schlüsseltechnologie der Zukunft

Die Plasmatechnologie gewinnt immer mehr an Bedeutung, da sie gerade in Wachstumsfeldern wie Energietechnik und dem Fahrzeugbau sowie der Medizintechnik in Kombination mit der Lasertechnologie eingesetzt wird. Eine nicht unwesentliche Bedeutung haben Plasmasysteme in der Hybridtechnologie im KFZ-Bau.

Welche verschiedenen Typen von Plasmasystemen gibt es?

Die verschiedenen Plasmasysteme stellen eine moderne Vorbehandlungstechnik in vielen Branchen dar. Man unterscheidet das Atmosphärendruckplasma und das Niederdruckplasma. Grundsätzlich liegt der Hauptunterschied beider Typen darin, unter welcher Atmosphäre die Bearbeitung erfolgt. Für das atmosphärische Plasmasystem erfolgt die Vorbereitung von Oberflächen in der Regel durch Luft und Strom. Dieses System bietet den Vorteil, dass die Plasmaköpfe platzsparend in zahlreiche Automatisierungsverfahren integriert werden können. Die sogenannten ADP Anlagen, die Atmosphärendruck-Plasmaanlagen, arbeiten unter Normalbedingungen und bieten in industriellen Anwendungen zahlreiche Vorteile.

Erfolgen die Be- und Verarbeitung in Kammersystemen unter Unterdruck, so spricht man von Niederdruckplasmasystemen. Bei diesen Systemen wird das Prozessgas eingeschleust, sobald Unterdruck erzeugt wurde. In diese Vakuumkammer werden die zu behandelnden Bauteile eingeschleust. In der Art der Bearbeitung liegt ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Systemen. Bei ADP Systemen erfolgt die Bearbeitung auch punktuell, während das bei den NDP Systemen nicht möglich ist. Hierbei werden die Bauteile an der gesamten offenliegenden Oberfläche bearbeitet.

Welche Anwendungsgebiete dieser Technologie existieren?

Die zahlreichen Anwendungsgebiete der beiden Plasmasysteme machen diese Technologie zur Schlüsseltechnologie für die Zukunft. Denn besonders durch die Einsatzmöglichkeit im Energiebereich oder in der KFZ Industrie bietet sie viele Vorteile. So können Trennschichten entfernt werden, wodurch Bauteile optimal für Folgeprozesse vorbereitet werden können. Man kann auch die Oberflächenspannung erhöhen, zum Beispiel von Kunststoffen oder Metallen, um sie für die Plasmasysteme dahingehend zu verändern, dass die Benetzbarkeit verbessert wird.

Die Plasmavorbehandlung stellt langlebige und stärkere Verbindungen sowie reibungslos ablaufende Prozesse sicher. Die Plasmareinigung und somit die Entfernung von Trennschichten sorgt dafür, dass die Oberflächen verschiedener Materialien dahingehend vorbereitet werden, dass sie für nachfolgende Arbeitsschritte wie Kleben, Beschichten usw. optimal gereinigt werden. Diese Plasma-Feinstreinigung stellt sicher, dass Verunreinigungen wie Additive, Kohlenwasserstoffe, Formtrennmittel oder Weichmacher entfernt werden.
Nach der Plasmareinigung ist eine sofortige weitere Bearbeitung der Bauteile möglich. Mit der Plasmaaktivierung werden die Oberflächen modifiziert. Das heißt, die Oberflächenspannung wird erhöht und die Spaltgängigkeit wird verbessert. Dadurch erhöht sich die Benetzbarkeit der Oberfläche und der Bauteil wird optimal für Folgeprozesse wie Kleben oder Bedrucken vorbereitet.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Plasmasysteme ist die Plasmahydrophilierung. Damit lässt sich ebenfalls die Oberflächenspannung und Benetzbarkeit von Materialien modifizieren. Die Rautiefe wird verringert und die Oberflächenspannung wird vergrößert. Mit Hilfe des Atmosphärendruckplasmas kann man thermisch sensible Oberflächen vorbehandeln, um eine Verbesserung der Oberflächenenergie zu erzielen. Damit lassen sich auch Polymeroberflächen kleben, bedrucken oder beschichten.

Als Korrosionsschutz wird die Passivierung durch die Plasmavorbehandlung bezeichnet. Metallische Materialien werden durch die Passivierungsschicht vor Korrosion geschützt. Isolierende und metallische Schichten werden mit der Plasmavorbehandlung reduziert, ohne jedoch ihre physikalischen Eigenschaften zu beeinflussen. Unabhängig von der Art der Anwendung – die unterschiedlichen Möglichkeiten der Plasmavorbehandlung von zahlreichen Materialien ist ein wichtiger Schritt in vielen Herstellungsprozessen.

Plasma und die Zukunft

Bei sämtlichen Plasmasystemen handelt es sich im Grunde um Systeme, die durch einfache physikalische Prinzipien ohne großen Aufwand betrieben werden können. Die unzähligen Einsatzmöglichkeiten sowie die Vorteile dieser Technologie machen sie zu einem fixen Bestandteil und wichtigen Schlüsseltechnologie der Zukunft.

Fazit

Atmosphärendruck- und Niederdruckplasmasysteme sind aus der Industrie heutzutage nicht mehr wegzudenken. Sie vereinfachen zahlreiche Arbeitsschritte und -vorgänge enorm. Ob in der KFZ Industrie oder in der Energietechnik, Plasmasysteme lassen sich vielseitig einsetzen und auch in Automatisierungsprozesse integrieren. Die Anwendungsvielfalt sowie die individuelle Gestaltung bzw. Integration der Technik trägt wesentlich zur Wettbewerbsfähigkeit bei. Weitere Einsatzbereiche sind Branchen wie Maschinenbau, Werkzeugbau, Elektronik, Biologie, Umwelt- und Zahntechnik oder die Optikindustrie. Die ressourcen- und umweltschonenden Plasmaverfahren werden in der Zukunft weiterhin an Bedeutung gewinnen.

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