Plasma-Technologie

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Zielgenaue Oberflächenbehandlung mittels Plasma-Technologie

Plasma-Technologie, OberflächenbearbeitungIn der Physik versteht man unter Plasma ein Gas, das teilionisiert ist. Dieses Gas entsteht, wenn so viel Energie zugeführt wird, dass eine bestimmte Anzahl von Elektronen die Atomhüllen verlassen. Zurück bleiben positiv geladene Ionen, die von freien Elektronen umgeben sind. Wird Plasma für die Oberflächenbehandlung eingesetzt, so schwankt der Grad der Ionisierung und kann auch relativ gering sein. Plasma findet man auch in der Atmosphäre. Plasma-Technologie hat für Unternehmer vor allem im Rahmen von Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen Bedeutung. Was sich dahinter verbirgt, erfahren Sie in diesem Lexikonartikel.

Mehr als 99 Prozent des Universums, das uns umgibt, bestehen aus Plasma. Blitze, Polarlichter, die Sonne oder auch Kerzenlicht sind Beispiele für Plasma. Plasma wird als vierter Aggregatzustand gesehen, da es durch hohe Energiezufuhr entsteht. Dabei handelt es sich um Gasplasma.

In der Plasmatechnologie wird Plasma unter anderem für die Oberflächenbehandlung verwendet. Es wird erzeugt, indem ein elektrisches Feld angelegt wird, durch das ein Gas strömt. Dadurch wird Plasma entzündet. Plasma besteht aus freien Ladungsträgern bzw. reaktionsfreudigen Teilchen, sodass es quasi neutral ist. Das energiereiche Plasma wird als Auslöser für chemische und physikalische Reaktionen eingesetzt und kommt insbesondere in der Industrie zum Einsatz.

Welche Plasmaverfahren gibt es?

Für die Oberflächenbehandlung stehen verschiedene Plasmaverfahren zur Verfügung. Das künstlich erzeugte Plasma wird im Atmosphärendruckplasma- oder im Niederdruckplasmaverfahren angewandt. Überdies kommt es auch beim Schweißen oder Plasmaschneiden zum Einsatz, wobei hierfür „heißes“ Plasma benötigt wird. Für die Plasmaverfahren in der Oberflächenbehandlung bedient man sich dem „kalten“ Plasma.

Bei den Niederdruckplasmaverfahren, kurz NDP, wird in den Kammersystemen ein Unterdruck erzeugt, in den das Prozessgas eingeschleust wird. Dieses Gas wird dann zu Plasma entzündet. Für die Oberflächenbehandlung werden die zu behandelten Teile in die Kammer gegeben. Hierbei handelt es sich um Vakuumkammern. Dadurch erreicht das Plasma die Oberfläche so gut wie vollständig. Damit ist eine großflächige Behandlung der Teile möglich. Ein weiteres Verfahren mit Atmosphärendruckplasma arbeitet unter Normaldruck und benötigt keine Vakuumkammer. Mit dem ADP ist eine punktuelle Behandlung der Oberfläche möglich. Die Verfahren mit dem Atmosphärendruckplasma können problemlos in bereits vorhandene Automatisierungsvorgänge eingebunden werden. In diesen Anlagen befindet sich in der Plasmakammer ein Kopf, der die Bauteile abfährt. Diese problemlose Integrierbarkeit in Fertigungslinien macht das ADP ideal, um Kleberaupen oder Flüssigdichtungen aufzubringen.

Potenziale von Plasma für die Oberflächenbehandlung

Die Technologie mit Plasma bringt umfangreiche Potenziale mit sich. Ob Atmosphärendruck- oder Niederdruckverfahren, diese Technologie ist aus der Industrie nicht mehr wegzudenken. Diese Art der Oberflächenbehandlung kommt in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz und vereinfacht die Bearbeitung nicht nur, sondern schafft optimale Voraussetzungen für die weitere Behandlung einzelner Teile.

Durch die Verwendung von Plasma für die Oberflächenbehandlung ist es der Industrie möglich, die wachsenden Anforderungen hinsichtlich Materialeffizienz, Energiesparen sowie der Vermeidung von Schadstoffen nachzukommen. Dank ADP und NDP lassen sich die Materialkosten, die im produzierenden Gewerbe den größten Kostenblock darstellen, eingrenzen. Selbst inkompatible Materialien können dadurch in der industriellen Fertigung miteinander verbunden werden. Auch für die Entwicklung neuer Produkte ist diese Technologie von großer Bedeutung. In einem Arbeitsschritt können ohne großen Aufwand Trennschichten entfernt werden. Damit werden verschiedenste Materialien ideal auf die weitere Verarbeitung vorbereitet. Plasma wird auch eingesetzt, um die Oberflächenspannung dahingehend zu verändern, sodass die Benetzbarkeit verbessert wird.

Vorteile

Innovative Fertigungsprozesse und Kombinationen von unterschiedlichen Materialien, aber auch die Entwicklung neuer Produkte sind ohne Plasma beschwerlich. Für die Industrie ergibt sich eine enorme Materialfreiheit. Da sich der Plasmaprozess mit weiterführenden Prozessen verbinden lässt, ist auch der Arbeitsaufwand geringer. Durch den Einsatz von Plasma in der Oberflächenbehandlung ergeben sich langlebige und starke Verbindungen, wodurch auch weiterführende Arbeitsschritte sicherer werden. Die Plasmavorbehandlung bereitet die Oberfläche optimal vor und eignet sich auch für große Produktionen. Und sie kann in den Automatisierungsprozess eingebunden werden. Plasma wird beinahe in allen Industriebereichen angewendet, zum Beispiel im Bereich Life Sciences, erneuerbare Energien, Luft- und Raumfahrt oder in der Automobilindustrie.

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