Plasmă

Solicitare către furnizor

Plasma

În doar două decenii, procesele cu plasmă s-au transformat, în numeroase sectoare industriale și domenii tehnologice, într-un instrument versatil pentru aplicații industriale, utilizat pentru o gamă largă de sarcini în tratarea suprafețelor, curățării și acoperirii suprafețelor, precum și pentru activarea materialelor plastice, gravarea structurilor semiconductoare și multe altele.

Conform definiției, plasma este un gaz parțial ionizat, denumit adesea și a patra stare de agregare a materiei. Fenomene precum fulgerul sau aurora boreală sunt exemple de plasmă care apar în natură. Din punct de vedere tehnic, acestea pot fi generate prin aplicarea unor câmpuri electrice.

Plasmele prezintă un interes deosebit datorită proprietăților lor fizice și chimice. În interiorul acestora se generează particule puternic excitate și radicali care pot declanșa reacții chimice imposibile în condiții normale. În același timp, temperatura pieselor care urmează să fie tratate poate fi menținută la un nivel foarte scăzut.

Ionii puternic accelerați dintr-un plasmă permit aplicații precum pulverizarea prin sputtering.

Plasma își datorează rolul său excepțional în știință și în tehnologia industrială tuturor acestor proprietăți fizice și chimice.

Activarea cu plasmă

Activarea suprafețelor din material plastic reprezintă o aplicație specială a tehnologiei plasmei. În acest context, activarea înseamnă o creștere a energiei de suprafață, ceea ce are ca rezultat proprietăți de aderență îmbunătățite și, prin urmare, o mai bună umectabilitate. Unghiul de contact al unei picături pe o suprafață din material plastic este o măsură obișnuită a capacității de aderență.

În multe cazuri, polimerii au energii superficiale scăzute sau sunt hidrofobi, ceea ce poate cauza, de exemplu, probleme la utilizarea vopselelor pe bază de apă. Prin urmare, aceștia trebuie modificați înainte de vopsire sau imprimare. Plasma s-a dovedit a fi un mijloc foarte eficient în acest scop. Astfel, activarea cu plasmă reprezintă o alternativă la agenții de aderență obișnuiți.

În plus, nu există aproape nicio limită în ceea ce privește geometria pieselor de prelucrat și tipul de polimer, deoarece temperatura nu crește semnificativ în timpul procesului. De asemenea, topografia materialului plastic rămâne aproape neschimbată, fiind modificate doar monostraturile superioare.

Pentru procesele de activare, plasma este compusă de obicei din oxigen, dar uneori și din azot sau amoniac. Atunci când se utilizează oxigenul, este posibilă modificarea polimerilor astfel încât să se formeze grupări hidroxil, carboxil sau peroxid la suprafață. În schimb, dacă se utilizează azot sau amoniac, se formează grupări aminice sau iminice, care pot fi, de asemenea, interesante pentru anumite aplicații. Aceste grupări polare hidrofile îmbunătățesc umectabilitatea suprafeței. Durata proceselor de activare este, de regulă, de doar câteva secunde. După activare, piesele sunt pregătite pentru prelucrarea ulterioară imediată, ceea ce este posibil chiar și în cadrul aceluiași sistem cu plasmă.

Un domeniu tipic de aplicare pentru acest procedeu consacrat este pretratarea pieselor din material plastic în industria auto, cum ar fi, de exemplu, barele de protecție vopsite.

O privire de ansamblu asupra unor avantaje

Proces

Aderență foarte bună
O mai bună omogenitate
Stabilitate ridicată a procesului
Control simplu al procesului
Aplicabilitate la materiale sensibile la temperatură

Rentabilitate

Fără costuri de eliminare a deșeurilor
Nu este necesar un proces de uscare
Consum redus de gaze de plasmă
Nu este necesar un strat de grund de aderență

Ecologie

Fără solvenți
Fără deșeuri periculoase
Compatibilitate ecologică integrată

Curățarea cu plasmă

Curățarea suprafețelor este una dintre posibilitățile oferite de tehnologia cu plasmă. În acest scop se utilizează diverse metode de generare a plasmei. Cele mai uzuale sunt aplicarea tensiunilor alternative de înaltă frecvență (40 kHz sau 13,56 MHz), precum și excitația cu microunde. Amestecurile tipice de gaze conțin oxigen, argon și, uneori, hidrogen și tetrafluorometan (_CF₄). Amestecul depinde de cerințele specifice ale procesului de curățare, care rezultă din tipul de impuritate și din materialul tratat.

Nu există aproape nicio restricție în ceea ce privește materialul de curățat. Astfel, pot fi tratate atât materialele plastice sensibile la temperatură, cât și metalul, sticla și ceramica. Totuși, sistemul cu plasmă trebuie adaptat în fiecare caz la sarcina respectivă.

În funcție de amestecul de gaze, plasma are efect oxidant sau reducător. Plasme oxidante sunt avantajoase pentru îndepărtarea impurităților organice (uleiuri, grăsimi), în timp ce plasme reducătoare sunt mai potrivite pentru depunerile anorganice (cum ar fi, de exemplu, oxizii metalici).

Aproape orice suprafață se murdărește în timpul diverselor operațiuni de lucru. Pentru etapele ulterioare de tratare, cum ar fi vopsirea, întărirea sau sigilarea, piesele trebuie curățate.
Curățarea cu plasmă este cea mai bună metodă de a obține suprafețe absolut curate și fără grăsimi.

Metodele clasice de curățare sunt adesea chimice umede și conțin hidrocarburi (HC), clorohidrocarburi (CCH) sau detergenți puternici dizolvați în apă. Toate aceste substanțe reprezintă o problemă pentru mediu, atât în timpul utilizării, cât și la eliminare. Reducerea deșeurilor se realizează prin așa-numitele soluții „end-of-pipe”, care generează costuri suplimentare.

Spre deosebire de curățarea chimică umedă, curățarea cu plasmă îndeplinește condițiile pentru protecția integrată a mediului.

Pentru a înțelege cum funcționează curățarea cu plasmă, trebuie să analizăm o zonă microscopică. Ce se întâmplă imediat pe și la suprafață?

În cazul contaminării organice, gazul de plasmă conține oxigen și argon. Procesul de curățare este suma a două procese, unul fizic și unul chimic.

Fizic:
Dacă se așează piesa de prelucrat pe catod sau se conectează ca catod, ionii pozitivi din plasmă sunt accelerați în direcția sa datorită câmpului electric aplicat. La impact, ionii desprind atomi și molecule de pe suprafață prin transfer direct de impuls. Acest proces ar putea fi descris ca „biliard cu atomi”.

Procesul chimic:
Oxigenul excitat și ionii de oxigen formează, în reacția cu hidrocarburile, dioxid de carbon și apă. Ecuația exactă a reacției este următoarea:

Astfel, hidrocarburile sunt transformate în compuși chimici relativ inofensivi. Produsele unei arderi incomplete, dacă există, pot fi filtrate cu ușurință din gazele de eșapament cu ajutorul filtrelor cu cărbune activ.

Purificarea cu plasmă oferă câteva avantaje remarcabile în ceea ce privește procesul, rentabilitatea, ecologia și siguranța muncii:

Proces

Grad ridicat de degresare
Capacitate ridicată de cracare
Pregătire optimă pentru alte procese cu plasmă, cum ar fi, de exemplu, acoperirea
Stabilitate ridicată
Control simplu al procesului
Aplicabilitate pe materiale sensibile la temperatură

Rentabilitate

Fără costuri de eliminare
Nu este necesar un proces de uscare
Consum redus de gaze de plasmă

Ecologie

Fără solvenți
Fără deșeuri periculoase
Efort redus de eliminare a deșeurilor
Protecția integrată a mediului

Solicitare către furnizor

Categorii
Oferte

Stat
Germania