PlasmaBrush PB3

Atmosphärisches Hochleistungs-Plasma System

Der PlasmaBrush PB3 ist unser Hochleistungs-Plasma System für alle Inline-Prozesse bei Industrie- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Breite Anwendung findet der PlasmaBrush PB3 im Automotive-, Verpackungs- und Druckbereich. Hierbei liegt der Fokus vor allem auf der Plasmareinigung und Oberflächenaktivierung. Dies dient vor allem zur Vorbereitung der Produkte auf weitere Nachfolgeprozesse wie Verkleben, Lackieren oder Bedrucken.

Der PlasmaBrush PB3 ist eine Kombination aus einem besonders kompakten und langzeitstabilen Plasmaerzeuger in Düsenform, einer unipolaren gepulsten Hochspannungsquelle und einer Vortex Strömung in der Düse. Die perfekt abgestimmten Komponenten im robusten Industriedesign eignen sich perfekt für die einfache Integration in jede Anlage.

Zu unserem PlasmaBrush System gibt es verschiedene Düsen und Integrationspakete.

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Anwendungstechnik

Anwendungsgebiet

• Automotive Bereich
• Druckereien und Lackierereien
• Verpackungsindustrie

Einsatzmöglichkeiten

• Feinreinigung
• Abbau von Oxidschichten
• Oberflächenfunktionalisierung
• Aktivierung vor dem Verkleben, Dichten, Vergießen und Bedrucken
• Beschichten, Laminieren, Versiegeln
• Keimreduktion
• Druckvorbereitung

Die unten stehende Tabelle zeigt die Oberflächenenergie von verschiedenen Kunststoffen. Dabei wird jeweils die Oberflächenenergie nach der Behandlung mit dem PiezoBrush PZ3, dem PlasmaBrush PB3 (Plasma Hochleistungssystem) und ohne vorherige Plasmabehandlung gezeigt.

Vorteile

• Sehr kompakte Bauform, auch für enge Nuten und schwer erreichbare Bereiche geeignet
• Einfache Integration auch in kleine Roboter (<1 kg Eigengewicht)
• Geeignet für Druckluft, Stickstoff und weitere Gase
• Variable Leistung
• Hohe Start-Stopp-Dynamik
• Maximale Betriebssicherheit

Kundenreferenzen

Erdung von leitfähigen Substraten

Bei Verwendung der Pulsed Atmospheric Arc (PAA®) Technologie kann die zwischen Injektor und leitfähigem Substrat gezündete Plasmabrücke zur elektrischen Erdung verwendet werden.

Visualisierung der aktivierten Fläche auf Polymeren

Die Visualisierung der aktivierten Fläche auf Polymeren wird mit Testtinte durchgeführt, um Atmosphärendruckplasmastrahlen (APPJ) zu bewerten. Die Schrumpfungseigenschaften der Testtinte werden mittels Aktivierungsbildaufzeichnung (AIR) erfasst.

Kundenreferenz: Solartechnik

GREENoneTEC verwendet Atmosphärendruckplasma in der Solarthermie-Technik zur Erhöhung der Oberflächenspannung und somit prozesssicheren Verklebung.

Düsenlebensdauer A250

Im folgenden Bericht wurde die Lebensdauer der plasmabrush® PB3 A250 Düse untersucht. Brennbild und Temperatur verändern sich im Untersuchungszeitraum von 1000 Stunden kaum.

Atmosphärendruckplasma zur Prozessverbesserung Drahtbonden

Atmosphärendruckplasma wird zur Prozessverbesserung beim Drahtbonden eingesetzt und führt zu signifikanten Verbesserungen beim Ball- als und Wedge-Bonden.

PlasmaBrush PB3 im Online Shop

Leistungsmerkmale

Düsen PlasmaBrush PB3

Zum PlasmaBrush PB3 Atmosphärendruck Plasmaerzeuger gibt es fünf verschiedene Düsen. Alle Düsen sind Hochleistungsdüsen, die mit einem Pulsed Atmospheric Arc (PAA®) Plasma Generator (PG31) und gepulstem Hochspannungsnetzteil (PS2000) betrieben werden. Hierbei sind die Kupferdüsen die Standarddüsen des PlasmaBrush PB3.

Die Düsen erfüllen folgende Aufgaben:

• Fokussierung der Plasma-Flamme
• Geerdete Kathode für den Hochleistungslichtbogen
• Bildung des Hohlraumes, um das Prozessgas anzuregen

Vernickelte Düsen

Düse A 250

Einsatzgebiet:

• Oberflächenreinigung
• Oberflächenaktivierung
• Optimiert für besonders potentialarme Prozesse

Düse A 350

Einsatzgebiet:

• Oberflächenreinigung
• Oberflächenaktivierung
• Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung
• Optimiert für sensible Materialien

Düse A 450

Einsatzgebiet:

• Oberflächenreinigung
• Oberflächenaktivierung
• Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung
• Optimiert für hohe Prozessgeschwindigkeiten

Obwohl die ursprünglich verwendeten Kupferdüsen sehr gute Eigenschaften bezüglich des Brennverhaltens haben, gab es Kundenwünsche zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit an der Außenseite. Dies ist im Wesentlichen lediglich ein optischer Effekt ohne Einfluss auf das Brennverhalten. Allerdings konnte dennoch nicht sichergestellt werden, dass sich keine Oxidpartikel von der Düse lösen und damit das Werkstück verunreinigen. Daraufhin hat relyon plasma die Kupferdüsen nochmals in einer groß angelegten Versuchsserie getestet, um unter anderem die oberflächliche Bildung des Kupferoxids zu verhindern. Hierfür konnten sehr gute Ergebnisse durch eine Vernickelung der Düsen erreicht werden, die auch langfristig die Bildung der oberflächlichen Oxide und der damit zusammenhängenden Probleme verhindert. In den Untersuchungen wurde gezeigt, dass die Beschichtung zu keinerlei Beeinträchtigung der Brenneigenschaften und der Betriebsparameter führt. Daher bietet relyon plasma nun vernickelte Kupferdüsen an.

Düsen im Online Shop

Hartmetall-Düsen

Die bislang am meisten verwendeten Düsen beim PlasmaBrush PB3 sind die Kupfer-Düsen. Bei Prozessen, bei denen der Lichtbogen auf die Substrate übertragen wird, z.B. bei der Reinigung oder Reduktion von Metalloberflächen, haben die Kupfer-Düsen sehr lange Lebenszeiten*. Bei der Oberflächenaktivierung von Polymeren docken die Lichtbögen allerdings an der Lippe der Düse an, wodurch eine verkürzte Lebenszeit in Folge von Erosion zu erwarten ist.

Um die Lebenszeit der Düsen in diesem begehrten Betriebsmodus zu verlängern, hat relyon plasma nun die speziellen Düsen mit einem Hartmetall-Kern entwickelt.

Durch die Materialeigenschaften von Hartmetall, sind die neuen Düsen wesentlich oxidations- und erosionsbeständiger als die Standard Kupfer-Düsen. Damit konnte auch bei der Behandlung von Polymeren eine 4-fach höhere Düsen-Lebenszeiten als bei den Kupfer-Düsen erreicht werden. Durch die bedeutend längere Lebensdauer der Düsen wird der Prozess nun wartungsärmer, nachhaltiger und stabiler.

Ein weiteres Anwendungsfeld der Hartmetall-Düsen findet sich in der Halbleiterindustrie, da hier der Kupferabrieb der Standard-Düsen oft problematisch ist. Durch den Einsatz von Hartmetall-Düsen kann dies ebenso verhindert werden.

*Wir verzichtet an dieser Stelle ausdrücklich auf die Veröffentlichung von unter Laborbedingungen ermittelten Diagrammen oder Tabellen der Lebenserwartung von Düsen. Diese Angaben würden den Verbraucher in die Irre führen, da verschiedene Prozesseinflüsse als nicht kalkulierbare Faktoren die Lebensdauer stark beeinträchtigen.

Düse A 351

Einsatzgebiet:

• Oberflächenreinigung
• Oberflächenaktivierung
• Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung
• Optimiert für sensible Materialien

Düse A 451

Einsatzgebiet:

• Oberflächenreinigung
• Oberflächenaktivierung
• Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung
• Optimiert für hohe Prozessgeschwindigkeiten

Technologie

Durch vielfältiges Zubehör lassen sich unser Plasmasysteme optimal an die Anforderungen Ihres Prozesses anpassen. Damit optimieren Sie Ihre Qualität bei minimalen Kosten. Sie nutzen nur die Komponenten, die Sie wirklich benötigen. Alle Komponenten sind perfekt aufeinander abgestimmt und ausgiebig auf unseren Dauerprüfständen getestet. Wartung und Service werden so vereinfacht und die Verfügbarkeit ist stets auf kürzester Zeitskala abgesichert. Dank unserer langjährigen Erfahrung in der Lichtbogendynamik, Strömungsmechanik und Leistungselektronik haben wir ein atmosphärisches Plasmasystem entwickelt, das einmalig bezüglich Leistungsdichte und Funktion ist. Bei der Entwicklung dieser universell einsetzbaren Plasmaeinheit stand die einfache Integration in industrielle Prozesse und die Kommunikationsfähigkeit im Fokus.

Das Hochspannungsnetzteil PS2000 setzt ganz bewusst auf den unabhängigen Industriestandard CanOpen auf, der eine äußerst sichere Kommunikation in rauer Industrieumgebung ermöglicht.

Vielfältige Sensoren oder auch Masseflussregler nutzen den gleichen Standard. Alle weltweit verbreiteten Industriesteuerungen stellen die entsprechende Schnittstelle bereit. Über einen CAN Knoten können bis zu 127 Geräte angesteuert werden. Jede PS2000 Hochspannungsquelle kann über einen einfachen DIP Schalter im Adressraum von 0 bis 99 adressiert werden.

PS2000 Hochspannungsquelle

Die PS2000 Hochspannungsquelle ist optimiert für die Pulsed Atmospheric Arc Technology (PAA Technologie®). Durch Verwendung einer unipolaren gepulsten Hochspannung wird der Lichtbogen daran gehindert, sich an „hot spots“ in der Düse zu stabilisieren. Modernste IGBT-Schalttechnik und die Wahl von hochwertigen Hochspannungskomponenten machen die Hochspannungsquelle extrem zuverlässig und effizient. Eine Überlastung ist auch im Dauerbetrieb nicht möglich. Kritische Betriebszustände bei Kabelbruch oder Kurzschluss werden sicher abgefangen. Der elektrische Arbeitspunkt kann über einen weiten Bereich kontrolliert und über die Kommunikationsschnittstelle eingestellt werden.

Die Leistungsfähigkeit der PS2000 drückt sich insbesondere darin aus, variable Lasten zu treiben und Ladungen in einem großen Potentialbereich bis >12 kV effektiv zu pumpen. Diese spezielle Eigenschaft sichert ein kontinuierliches Zündverhalten über einen breiten Leistungsbereich und für verschiedene Prozessgase.

Die Hochspannungsquelle ist im Bereich von Millisekunden bei voller Last schaltbar und damit optimiert für getaktete Prozesse, bei denen punktgenaues Timing vorteilhaft ist. Die gesamte Kommunikation setzt auf dem sicheren und schnellen CAN-Bus auf. Auch im Fehlerfall und bei Lastabwurf bleibt die Kommunikation aktiv. Die Integration, auch von mehreren Hochspannungsquellen, in jede automatisierte Fertigungsanlage ist einfach und standardisiert.

Technische Daten

• Eingangsspannung 220 – 240 V AC, 50-60 Hz
• Max. Eingangsstrom 6 A
• Gewicht 18 kg
• Typische Leistung 1000 Watt
• Leerlaufspannung bis 20 kV

Integrationspakete PlasmaBrush PB3

Prinzipiell benötigen Sie für die Inbetriebnahme des PlasmaBrush PB3 Systems eine Stromversorgung, Druckluftversorgung (alternativ können auch Stickstoff oder Formiergas verwendet werden) und eine Absaugung für einen sicheren Betrieb. Alle weiteren Komponenten, die Sie zur Inbetriebnahme benötigen erhalten Sie von uns direkt aus einer Hand.

Not-Aus Schalter

Für den Einsatz des PlasmaBrush PB3 Systems ist zwingend ein Not-Aus Schalter erforderlich, um die Arbeitssicherheit zu gewährleisten. Hierbei kann der Not-Aus Schalter der bereits bestehenden Anlage verwendet werden. Alternativ kann das Not-Aus Schalter von relyon plasma erworbener und direkt an der Stromquelle PS2000 montiert werden.

Gasversorgungspaket

Das Gasversorgungspaket beinhaltet einen Feuchtefilter, Ölfilter und einen Partikelfilter sowie eine vorjustierte Drossel. Diese stellt die Mindestanforderung für die Regulierung des Gasflusses dar. Bitte beachten Sie, das Gasversorgungspaket ist kein Flussregler und bietet somit keine Prozesskontrolle.

Kommunikationspakete

Das PlasmaBrush PB3 System kann sowohl als Basissystem mit einem Plasmaerzeuger PG-31 und einer Stromquellel PS 2000, als auch als Mehrfachsystem mit mehreren Plasma- und Stromquellen betrieben werden – ganz nach Ihren individuellen Anforderungen. Prinzipiell kann das Plasma auch manuell über den integrierten Kippschalter aktiviert werden oder durch die Verwendung eines Kommunikationspaketes angesteuert werden. Hier sind verschiedene Pakete verfügbar.

Kommunikationspaket Digital I/O

Kommunikationspaket USB

Kommunikationspaket CAN

Kommunikationspaket ProfiNet

FAQ

Downloads

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