Industrielle Plasmatechnologie bereitet Leichtbaumaterialien so vor, dass Klebstoffe, Beschichtungen und Dichtstoffe zuverlässig auf ihnen haften. Das von der Plasmatreat GmbH entwickelte Verfahren aktiviert die Oberflächen allein mit Druckluft und elektrischer Energie.
Eingesetzt wird die Behandlung dort, wo carbonfaserverstärkte Kunststoffe, Thermoplaste und Hybridstrukturen Gewicht einsparen sollen, etwa im Automobilbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie in weiteren Industrien. Das Unternehmen mit Hauptsitz im deutschen Steinhagen kombiniert dafür Verfahren unter Atmosphärendruck mit Niederdruckanwendungen im Vakuum.
Geringe Oberflächenenergie erschwert die Verarbeitung von Leichtbaumaterialien
In der Mobilitätsindustrie und in der Luft- und Raumfahrt kommen carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFRP), Thermoplaste und Hybridstrukturen zunehmend zum Einsatz, weil sie Gewicht reduzieren und Effizienz sowie Leistungsfähigkeit steigern. Ihre Oberflächen weisen jedoch häufig eine geringe Oberflächenenergie auf, wodurch Klebstoffe, Beschichtungen und Dichtstoffe nur schwer dauerhaft haften.
Eine gezielte Vorbehandlung der Oberflächen ist deshalb vor jeder Weiterverarbeitung notwendig. Konventionelle Verfahren wie das mechanische Schleifen oder der Einsatz chemischer Primer stoßen bei großen oder geometrisch komplexen Bauteilen an ihre Grenzen, lassen sich aufwendig kontrollieren und automatisieren und sind mit Umwelt- sowie Arbeitsschutzauflagen verbunden.
Druckluft und Strom statt Schleifen und chemischer Primer
Die Openair-Plasma Technologie von Plasmatreat arbeitet unter Atmosphärendruck und reinigt sowie aktiviert Oberflächen selektiv und reproduzierbar, allein mit Druckluft und elektrischer Energie. Dabei werden organische Verunreinigungen entfernt und die Oberflächenenergie gezielt erhöht, ohne die grundlegenden Materialeigenschaften zu verändern.
Mit HydroPlasma steht im Openair-Bereich eine Anwendung bereit, bei der destilliertes Wasser in den Plasmastrahl eingebracht wird, um organische und anorganische Rückstände zuverlässig zu entfernen, ohne die Materialoberfläche zu schädigen. Verlangt eine Aufgabe eine besonders gleichmäßige und vollflächige Behandlung, kommt mit Aurora-Plasma eine Niederdruckvariante zum Einsatz, bei der komplexe und großformatige Bauteile in geschlossenen Vakuumkammern unter definierten Bedingungen homogen gereinigt und aktiviert werden. Das Verfahren eignet sich besonders für strukturrelevante Komponenten mit hohen Anforderungen an Reproduzierbarkeit und Prozessstabilität.
Über das Reinigen und Aktivieren hinaus lassen sich mit der PlasmaPlus Technologie nanodünne funktionale Schichten aufbringen, im Atmosphärendruck wie im Niederdruck. Solche Schichten dienen beispielsweise als umweltfreundlicher Haftvermittler und stellen eine Alternative zu konventionellen chemischen Primern dar.
Überwachte Prozessparameter sichern reproduzierbare Behandlungsqualität
Bei der industriellen Verarbeitung von Leichtbaumaterialien hängt das Ergebnis von der Reproduzierbarkeit der Behandlung ab. Die eigens entwickelte Plasma Control Unit (PCU) überwacht und dokumentiert dafür fortlaufend Prozessparameter wie Plasmaleistung, Gasfluss, Temperatur und Behandlungsgeschwindigkeit.
Auf diese Weise bleibt die Behandlungsqualität gleichbleibend, und die Plasmatechnologie lässt sich in automatisierte Produktionslinien sowie in qualifizierte Fertigungsprozesse einbinden. Gerade für strukturrelevante Komponenten, an die hohe Anforderungen an Prozessstabilität und Qualitätssicherung gestellt werden, ist diese durchgängige Dokumentation von Bedeutung.
Lösungsmittelfreie Plasmatechnologie entlang der Wertschöpfungskette
Entlang der gesamten Wertschöpfungskette kommt die Plasmatechnologie bereits zum Einsatz, in der Luft- und Raumfahrt etwa von Triebwerks- und Strukturbauteilen über Rumpf- und Flügelkomponenten bis zu Innenraum- und Funktionsteilen. Möglich sind sowohl großflächige Behandlungen als auch selektive Anwendungen, beispielsweise in Klebenuten.
Die verbesserte Haftung erhöht die Beständigkeit gegenüber Korrosion, Erosion und mechanischer Beanspruchung und kann die Lebensdauer von Beschichtungen verlängern. Da die Plasmaprozesse ohne Lösungsmittel und VOCs auskommen, keinen gefährlichen Abfall erzeugen und sich in bestehende Produktionsumgebungen einfügen, erfüllt die Plasmatechnologie zentrale Anforderungen an Umweltverträglichkeit, Automatisierbarkeit und Prozessstabilität.
