05.09.2023 Kunststoffoberflächen gezielt modifizieren

Den Plasmaeffekt mit eigenen Augen sehen und erleben ­– diese Gelegenheit bietet sich am Live-Tisch auf dem Stand von Plasmatreat: Die Plasmaexperten weisen vor Ort mithilfe verschiedener Testmethoden (z.B. Wasserspraytest, Testtinten oder mithilfe von Klebestreifen) die Wirkungskraft der Plasmabehandlung nach und machen diese sichtbar, auch in Bezug auf anspruchsvoll zu verarbeitende Materialien wie PP und PE. Darüber hinaus werden verschiedene branchenspezifische Lösungsansätze gezeigt.

So zeigt ein Gemeinschaftsprojekt das Vorbehandeln und Umspritzen von Leiterplatten mittels Spritzgussverfahren. In einem vollautomatisierten Prozess werden die Elektronikbauteile zunächst einer schonenden Feinstreinigung mit Openair-Plasma unterzogen. Dann erhalten sie durch das spezielle PlasmaPlus-Verfahren eine haftvermittelnde Schicht und werden schließlich in einer Spritzgussanlage mit einem temperaturbeständigen Duroplast umspritzt. Die Plasmabehandlung und -beschichtung sorgt für eine sichere Haftung des Kunststoffs an den Leiterplatten und schützt sie vor umweltbedingten Einflüssen. Projektpartner sind neben Plasmatreat u.a. das Maschinenbauunternehmen ARBURG GmbH, der Werkzeugbauer Siegfried Hofmann GmbH, der Sondermaschinenbauer Barth Mechanik GmbH  sowie der Kunststofflieferant Sumitomo Bakelite Co., Ltd.

Die Auswahl eines Kunststoffs aus ökonomischen und ökologischen Gründen kann einen gesamten Prozess beeinflussen, z.B. in Bezug auf die erforderliche Adhäsionsfähigkeit oder die Bedruckbarkeit. Die Plasmatechnologie unterstützt die Substitution von Materialien. Durch die gezielte Oberflächenveränderung verbessert sie in industriellen Anwendungen die Haftfestigkeit von Klebstoffen und Lacken und ermöglicht es, ursprünglich nicht kompatible Kunststoffe miteinander zu verbinden. Damit profitieren Hersteller von einer erweiterten Materialauswahl und können z.B. kostenintensive Technische Kunststoffe gegen günstigere Standardkunststoffe oder Recycling-Materialien austauschen. Namhafte Firmen nutzen für entsprechende Applikationen die Openair-Plasma-Technologie.

Auch in der Automobilindustrie mit ihren hohen Qualitätsanforderungen und Vorgaben ist die Plasmavorbehandlung bereits seit vielen Jahren in den Produktionsprozessintegriert. Diverse Hersteller nutzen für die Oberflächenvorbehandlung die Plasmatechnologie: Die Vorbehandlung mit Plasma macht die unpolaren (Recycling-)Kunststoffe für nachfolgende Haftungsprozesse empfänglich und sorgt für eine feste Verbindung der unterschiedlichen, z.T. inkompatiblen Materialien: So z.B. bei der Kaschierung von Dashboards aus Recycling-Materialien mit pulvergesinterten Formhäuten aus Weichkunststoff. Bei der traditionell eingesetzten Beflammungstechnik für die Vorbehandlung von Dashboards mussten zuvor alle Bereiche der Bauteile, an denen später keine Haftung erfolgen sollte, mit thermisch stabilen Masken abgedeckt werden. Durch den Einsatz von Openair-Plasma entfällt dieser Arbeitsschritt komplett, da der Plasmastrahl ortsselektiv arbeitet und im Gegensatz zur Flamme durch automatisierte Robotertechnik millimetergenau der Bauteilgeometrie folgt. Darüber hinaus entsteht bei der Plasmabehandlung nur sehr wenig Wärme, sodass die behandelten Bauteile formstabil bleiben und sich weiterverarbeiten lassen.

Wie sich die ganzflächige Vorbehandlung von flachen Kunststoffmaterialien, wie z.B. Wabenplatten für Leichtbauanwendungen, vornehmen lässt, zeigt Plasmatreat mit einer Flachbettanlage. In dieser speziellen PTU (Plasma Treatment Unit) werden effizient und zuverlässig verschiedene flache Kunststoffsubstrate vorbehandelt. Die Anlage ist auf jeder Seite mit drei Rotationsdüsen des Typs RD2010 ausgestattet. Für maximale Flexibilität und Rüstzeitoptimierung hat man die Zelle um eine Funktion erweitert: Die Düsen können jetzt abhängig von der Dicke des zu behandelnden Materials in der Höhe verfahren werden. Auch die Einstellung weiterer Parameter, wie z.B. eine exakte Abstimmung der Geschwindigkeit sowie der Intensität des Plasmastrahls auf die jeweilige Anwendung, ist eine der Kernkompetenzen des Unternehmens. Die  Anlage für diesen patentierten Prozess lässt sich sehr gut in bestehende Linien integrieren. 

Fakuma: Halle A1, Stand 1210