Niederdruckplasma zur Oberflächen­behandlung

Das Niederdruckplasma-Verfahren (auch Vakuumplasma genannt) ist eine effektive Methode zur Oberflächenbehandlung in verschiedenen industriellen Fertigungsprozessen. Mit diesem Verfahren können Oberflächen auf vielfältige Weise modifiziert werden: von der Feinstreinigung über die Aktivierung zur Verbesserung der Haftung bis hin zu speziellen Beschichtungen.

In diesem Ratgeber möchten wir Ihnen einen genaueren Einblick in das Niederdruckplasma-Verfahren geben. Wir informieren Sie darüber, wozu es genutzt wird, welche Vorteile das Verfahren mit sich bringt und was es vom Atmosphärenplasma unterscheidet.

Was ist Plasma?

Plasma ist im Grunde eine spezielle Form von Gas und wird daher in der Materie oft auch als vierter Aggregatzustand neben fest, flüssig und gasförmig bezeichnet. Plasma entsteht durch den Prozess der Ionisation, bei dem einige oder alle Atome so viel Energie aufnehmen, dass sie ihre Elektronen verlieren und eine Mischung aus freien Elektronen und Ionen bilden.

Was viele nicht wissen – Plasma entsteht nicht nur im Labor, sondern lässt sich auch in der Natur wiederfinden. Nordlichter oder Blitze sind eindrucksvolle Beispiele für die natürliche Entstehung von Plasma.

Die Grundlagen des Niederdruckplasma-Verfahrens

Das Niederdruckplasma ist ein besonderes Verfahren der Plasmatechnologie und wird häufig auch als Vakuumplasma bezeichnet. Dabei wird in einer geschlossenen Vakuumkammer Plasma erzeugt.

Niederdruckplasmaanlagen sind für die Behandlung einer großen Bandbreite unterschiedlichster Produkte konzipiert. Sie ermöglichen die Optimierung der Haftungseigenschaften vor Beschichtungen, Verklebungen oder Lackierungen und das innerhalb einer sehr kurzen Behandlungszeit. Auch für die Reinigung von Oberflächen eignet sich das Vakuumplasma wunderbar, da es in der Lage ist, komplexe Bauteile gleichmäßig in der Vakuumkammer zu behandeln.

Dadurch hat sich das Niederdruckplasma-Verfahren bereits in zahlreichen Industriebetrieben als fester Bestandteil des Fertigungsprozesses etabliert.

Wie entsteht Niederdruckplasma?

Niederdruckplasma wird zwischen zwei Elektroden durch elektromagnetische Hochfrequenzfelder erzeugt. Wie schon erwähnt, geschieht dies in einer geschlossenen Kammer im Vakuum. Die Vakuumkammer wird innerhalb von 30-60 Sekunden auf ca. 0,5 mbar komplett evakuiert.

Die Elektrode zündet nun die verbliebene Atmosphärenluft, wodurch Plasma entsteht. Für die Behandlung können auch zusätzliche Prozessgase verwendet werden. In den meisten Fällen ist dies jedoch nicht notwendig, wodurch Kosten für zusätzliche Prozessgase eingespart werden können. In dem nun entstandenen Plasma bewegen sich die Elektronen und Atomkerne unabhängig voneinander. Dies ermöglicht das homogene Aufbringen von Sauerstoff- oder Wasserstoffbrücken.

Während der Behandlung muss dem Gasgemisch nur eine sehr geringe Energiemenge zugeführt werden. Dies führt dazu, dass nur die im Gas enthaltenen Elektronen in Bewegung gesetzt werden, jedoch nicht die größeren elektrischen Ladungsträger. So lässt sich die Oberflächenbehandlung unter vergleichsweise niedrigen Temperaturen durchführen, was besonders für empfindliche Materialien von Vorteil ist. Nach der Behandlung weisen die Oberflächen eine erhöhte Oberflächenenergie auf und gewährleisten eine perfekte Adhäsion (Haftungseigenschaft) und Reinheit.

Anwendungsbereiche des Niederdruckplasma-Verfahrens

Um Oberflächen für die weitere Verarbeitung in der Industrie optimal vorzubereiten, hat sich die Behandlung mittels Niederdruckplasma als äußerst wirksame Lösung bewährt. Durch die Behandlung werden fremde Rückstände entfernt und das Material wird für die nachfolgenden Produktionsschritte optimiert.

Nachfolgend finden Sie einige Branchen, die besonders von der Oberflächenbehandlung mittels Vakuumplasma profitieren.

Die Medizintechnik:

Ein sehr wichtiger Anwendungsbereich des Niederdruckplasmas fällt in die Branche der Medizintechnik. Besonders hier spielt die Reinheit der medizinischen Instrumente und Geräte eine sehr große Rolle, was durch die Behandlung im Vakuum gewährleistet werden kann. Selbst feinste Verunreinigungen werden durch die Behandlung vollständig entfernt.

Die Automobilindustrie:

Die Niederdruck-Plasmabehandlung eignet sich sehr gut für die Automobilindustrie. Durch diese Technologie können diverse Oberflächen optimal für Klebemittel vorbereitet werden, was die Langzeitbeständigkeit und die Produktionsgeschwindigkeit erhöht. Besonders effektiv ist sie bei Materialien mit geringer Oberflächenenergie wie Polypropylen. So wird die Qualität und Zuverlässigkeit von Fahrzeugteilen, wie Innenverkleidungen und Karosserieteilen, deutlich gesteigert.

Die Elektronikindustrie:

Von der Lötmittelhaftung auf Leiterplatten, der Reinigung und Aktivierung von Oberflächen bin hin zu Reinigungsprozessen von Platinen - auch im Bereich der Elektronikindustrie ist eine Niederdruckplasma-Behandlung ein wichtiger Bestandteil des Herstellungsprozesses. Sie ermöglicht es, den hohen Qualitäts- und Reinheitsanforderungen gerecht zu werden, welche in der Elektronikindustrie eine besonders wichtige Rolle spielen.

VacuTEC Plasma-Behandlung

Die Vorteile des Niederdruckplasmas

  • Das Niederdruckplasma-Verfahren zeichnet sich vor allem durch seine Reinheit aufgrund der abgeschlossenen Kammer aus. So werden Oberflächen besonders
    hygienisch gereinigt, was vor allem im Bereich der Medizintechnik von Vorteil ist.
  • Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ist das Niederdruckplasma-Verfahren deutlich umweltfreundlicher, da keine toxischen Gase oder Chemikalien eingesetzt werden.
  • Bei der Behandlung mit Niederdruckplasma wird die zu behandelnde Oberfläche nur minimal erwärmt, da das Gas eine sehr niedrige Temperatur hat. Dies ermöglicht die Behandlung von temperaturempfindlichen Materialien.
  • Niederdruckplasmaanlagen können die verschiedensten Bauteile und Komponenten in ihrer Vakuumkammer behandeln, wodurch sie auch bei Produktveränderungen flexibel genutzt werden können.
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So unterscheidet sich Vakuumplasma von Atmosphärenplasma

Zur effektiven Behandlung von Oberflächen bietet die Plasmatechnologie in der Regel zwei unterschiedliche Verfahren: Das Vakuumplasma- und das Atmosphärendruckplasma-Verfahren. Ausgelegt auf bestimmte Anwendungsbereiche unterscheiden sich die beiden Methoden auch in ihren jeweiligen Vorteilen.

  • Vakuumplasma wird in einer abgeschlossenen Kammer unter Vakuumbedingungen erzeugt, wohingegen das Atmosphärenplasma direkt in der Umgebungsluft entzündet werden kann und kein spezielles Reaktionsgefäß benötigt.
  • Da keine spezielle Vakuumkammer benötigt wird, können Atmosphärenplasma-Anlagen manchmal kostengünstiger und einfacher zu installieren sein.
  • Niederdruckplasma-Anlagen sind nicht für lokale Behandlungen (nur bestimmte Oberflächen eines Bauteils) ausgelegt. Hier eignet sich das Atmosphärendruckplasma-Verfahren.
  • In einer Niederdruckplasma-Anlage lassen sich selbst komplexeste 3D-Teile gleichmäßig behandeln und reinigen. Dies ist zwar auch mit Atmosphärenplasma möglich, jedoch wesentlich aufwendiger in der Vorbereitung.
  • Die Temperaturen bei einer Niederdruckplasma-Behandlung sind in der Regel niedriger. Dadurch eignet sich Vakuumplasma besser bei empfindlichen Materialien.
  • Die Frage, welches Plasmaverfahren das richtige ist, hängt letztendlich von vielen Faktoren, Gegebenheiten und Produktionsanforderungen ab und sollte von einem Experten beurteilt werden.
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Niederdruckplasmaanlagen von Tantec

Die Plasmatechnologie von Tantec bietet die ideale Lösung, wenn es darum geht Ihre Produkte optimal für die Beklebung, Bedruckung oder Beschichtung vorzubehandeln. So erzielen Sie garantiert perfekte Ergebnisse.

Wir entwickeln hochwertige Plasma- und Coronaanlagen, um die Adhäsionsprobleme durch eine Oberflächenbehandlung zu beheben und die Haft- sowie Benetzbarkeit bestmöglich zu optimieren. Unsere Anlagen werden in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt und lassen sich dabei nahtlos in Ihre Produktionskette integrieren.

Ganz egal, wie kleinteilig oder komplex Ihre Produkte sind – wir wissen, dass jeder Produktionsprozess einzigartige Herausforderungen mit sich bringt. Aus diesem Grund bieten wir Ihnen eine breite Palette individueller Behandlungsmethoden wie bei der Plasmabehandlung. Hier können Sie je nach Anforderung zwischen dem Vakuumplasma- und dem Atmosphärenplasma-Verfahren wählen.

Unabhängig, für welches Verfahren Sie sich entscheiden, wir sind jederzeit für Sie da. Neben der umfassenden Beratung kümmern wir uns auch um Reparaturen, Ersatzteilversorgung, anstehende Wartungen und unterstützen Sie natürlich bei der Integration der Anlage.

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