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Überwachen und dokumentieren was nicht sichtbar ist

Individuelle Fertigungszellen mit Automatisierungslösungen zur nahtlosen und prozesssicheren Integration in Produktionslinien (Bild: Plasmatreat GmbH)

27.05.2021 Überwachen und dokumentieren was nicht sichtbar ist

Datengestützte Qualitätsüberwachung für eine perfekte Oberflächenbehandlung

von Anne-Laureen Lauven (Plasmatreat GmbH)

Im Zeitalter von Industrie 4.0 steigen die Anforderungen an die Prozesssicherheit und -reproduzierbarkeit stetig. Das gilt für alle Prozessschritte, also auch die atmosphärische Plasmatechnologie. Das Problem, dass hier etwas überwacht werden muss, was nicht sichtbar ist, löst das Konzept der Plasma Control Unit (PCU) datengestützt.

Eine der großen Herausforderungen bei der Oberflächenbehandlung mit Plasma ist, dass sie keine sichtbaren Spuren auf dem Substrat hinterlassen soll. Wie beurteilt man also das Ergebnis der Behandlung? Hilfsgrößen, wie die rein visuelle Betrachtung des Plasmastrahls, z.B. in Bezug auf seine Farbe, reichen nach Erkenntnissen der 25-jährigen Erfahrung von Plasmatreat nicht aus, um die Qualität der Behandlung ganzheitlich beurteilen zu können.

Um hier Abhilfe zu schaffen, war es das Ziel, die entscheidenden Parameter für einen sicheren Prozess kontinuierlich im Griff zu haben. Das Ergebnis ist die Plasma Control Unit (PCU) (Bild 1). Die unterschiedlichen Überwachungsmodule, die in der PCU vereint sind, umfassen z.B. das Plasma Power Module (PPM), welches Strom- und Spannungswerte direkt am Düsenkopf erfasst. Das Light Control Module (LCM) weist durchgehend die Erzeugung des Plasmas nach. Zusätzlich passt das Flow Control Module (FCM) kontinuierlich die Durchflussrate des Prozessgases an die Gegebenheiten an. Funktionen wie das Pressure Control Module (PCM) zur Prüfung des Düsenrückstaudrucks und das Rotation Control Module (RCM) zur Überwachung der Düsenkopfdrehung geben Aufschluss über den Zustand des Düsenkopfes und, wenn vorhanden, den Zustand der Motoren, Lager etc. So werden nicht nur Produktionsdaten, sondern auch Daten zur prädiktiven Wartung kontinuierlich erfasst und unterstützen eine reibungslose Produktion. So kann sichergestellt werden, dass jedes Bauteil in einem Prozess mit der gleichen Plasmaintensität behandelt und in allen Fertigungslinien die gleiche Qualität erreicht wird.