Für unterschiedliche Aufgabenstellungen kommen verschiedene Module zum Einsatz – z.B. das Modul Nearfield zur Behandlung von leitfähigen Materialien (Bild: relyon plasma GmbH)
15.06.2020 Mit Plasma kann heute jeder seine Produktqualität verbessern
Der einfache, sichere und umweltfreundliche Weg für Start-ups und Kleinunternehmen
Der Einsatz der Plasmatechnologie zur Optimierung von Adhäsionsprozessen ist in der Industrie Stand der Technik. Da konventionelle Plasmasysteme jedoch entweder auf kostenintensive Vakuumkammern (Niederdruckplasma)oder einen relativ hohen Grad an Automatisierung (Atmosphärendruckplasma) angewiesen sind, können kleinere Unternehmen oder Start-ups weniger von den Vorteilen der Technologie profitieren. Hier schafft ein weiterentwickeltes System auf Basis der PDD- (Piezoelectric Direct Discharge) Technologie® Abhilfe.
Für ein Start-up-Unternehmen ist der Einsatz einer herkömmlichen industriellen Plasmaanlage i.d.R. kaum denkbar, aber dank der Piezotechnik von relyon plasma werden auch ohne große Investitionen professionelle Klebeverbindungen möglich. Technologisch basiert die Plasmaerzeugung auf der Entladung des piezoelektrischen Transformators CeraPlas™ der TDK Electronics AG, welcher im Kaltplasmahandgerät piezobrush® verbaut ist. Hiermit wird bei einer Leistungsaufnahme von nur 18 W eine hocheffiziente Plasmaerzeugung erreicht. Unterschiedliche Oberflächen müssen mit dem jeweils passenden Zubehör aktiviert werden, um am Ende ein gutes Ergebnis zu erzielen: Mit dem Modul Standard (Bild 1, links) können nichtleitfähige Materialien wie Kunststoff behandelt werden, während das Modul Nearfield (Bild 1, rechts) zur Behandlung von leitfähigen Materialien wie Metallen eingesetzt wird. Für spezielle Geometrien gibt es darüber hinaus für den piezobrush® PZ2 die Multigas-Düse, die mit ihrem Nadeleinsatz die Behandlung in engen Nuten und zudem die Einspeisung anderer Prozessgase möglich macht. Neben dem Handgerät ist die Kaltplasmatechnologie auch in der Integrationseinheit piezobrush® PZ2i verfügbar. Deren externe Prozesssteuerung ermöglicht eine einfache Integration in Verfahreinheiten oder bestehende Dosieranlagen. All dies ebnet den Weg, um mit Plasmatechnologie – vom Prototyp über die Kleinserie bis hin zu größeren Stückzahlen – durchzustarten.
Piezoelektrischer Generator für die Plasmaerzeugung
Piezoelektrische Elemente wandeln mechanischen Druck in Spannung um. Im Alltag wird dieser Effekt genutzt, um z.B. Zündfunken in einem Feuerzeug zu erzeugen. Der inverse piezoelektrische Effekt funktioniert genau anders herum, d.h. hier wird Spannung in eine mechanische Verformung umgewandelt. Dies wird z.B. in sehr fein einstellbaren Aktuatoren verwendet. Wenn man den direkten und den inversen piezoelektrischen Effekt geschickt miteinander koppelt, entsteht ein piezoelektrischer Transformator zur Erzeugung von Hochspannung.
Diese Hochspannung kann zur Generierung von Plasma genutzt werden. Dem piezobrush® PZ3 liegt die Piezoelectric Direct Discharge (PDD) Technologie® zugrunde. Mit dem piezoelektrischen Element CeraPlasTM F ist es möglich, eine Spannungsverstärkung in der Größenordnung des Faktors 1.000 zu erreichen und somit ein Hochleistungs-Plasmagerät in der kompakten Bauform eines Handgerätes zu betreiben. Am vorderen Ende des Piezo-Elements wird durch die Hochspannung das Plasma direkt als stille Entladung gezündet. Dieses Plasma kann für die Behandlung von Oberflächen eingesetzt werden.
