Pulsed Atmospheric Arc Technologie – PAA Technologie®
Atmosphärische Plasmen haben in der industriellen Anwendung inzwischen sehr viele Felder erobert. Für besonders kompakte und langzeitstabile Plasmaerzeuger in Düsenform hat relyon plasma die Pulsed Atmospheric Arc Technologie (PAA® Technologie) entwickelt.
Bei der PAA-(Pulsed Atmospheric Arc) Technologie® beruht die Erzeugung eines Plasmajets auf dem Zünden eines elektrischen Lichtbogens zwischen zwei Elektroden mittels gepulster Hochspannung. Zur Stabilisierung dieses Lichtbogens wird entlang der beiden Elektroden durch eine Gasströmung ein Vortex aufgebaut, welcher den Lichtbogen auf der düsenförmigen Kathode rotieren lässt. Dieses nahe am Lichtbogen vorbeigeführte Gas, typischerweise Druckluft oder Stickstoff, wird ionisiert. So entsteht eine Plasmaflamme aus hochreaktiven gasförmigen Spezies, welche mit den obersten Atomlagen der Bauteiloberfläche reagieren. Je nach gewählter Gasart ist die Mehrheit dieser reaktionsfreudigen Verbindungen entweder
sauerstoff- oder stickstoffbasiert. Beim Einsatz von Druckluft als Prozessgas führt der Sauerstoffanteil im Plasma zur Erzeugung polarer Endgruppen an den behandelten Oberflächen. Diese Funktionalisierung macht sich durch eine verbesserte Benetzung mit polaren Lösemitteln wie Wasser sogar makroskopisch bemerkbar.
Bei der PAA®-Technologie ist die Automatisierung bspw. bei der Behandlung von Kunststoffen notwendig, um durch definierte Prozessgeschwindigkeit und festen Abstand zur Plasmadüse die thermische Einwirkung auf das Substrat zur relativieren. Bei einem optimierten Parametersatz können so die positiven Eigenschaften der reaktiven Plasmaspezies auf der Oberfläche ausgenutzt und eine unerwünschte thermische Überbehandlung verhindert werden. Zudem arbeiten derartige Systeme bei hohen Aufnahmeleistungen
im Kilowattbereich, was einerseits hohe Prozessgeschwindigkeiten erlaubt, andererseits Schutzmaßnahmen zwingend erforderlich macht. So ist die Plasmadüse im Betrieb nicht berührsicher und zudem entstehen Stickoxide, die zuverlässig abgesaugt werden müssen.
Trotz der hohen Leistungsdichte erwärmt sich die Düse nur wenig und die Elektroden erodieren kaum. Die Plasmatemperatur kann bei der PAA Technologie® über einen weiten Bereich frei eingestellt werden.
Anwendung Pulsed Atmospheric Arc Technologie
Die Eigenschaften der PAA® Technologie eröffnen eine Vielzahl verschiedener Anwendungsmöglichkeiten. So liegt diese Plasmatechnologie dem PlasmaBrush PB3 – dem Hochleistungs-Plasma-System zugrunde, das immer dann eingesetzt wird, wenn schnelle Prozesse, die höchste Leistung erfordern.
Zumeist wird dieses System direkt in Inline-Prozesse bei Industrie- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen integriert. Allerdings gibt es dieses System auch als PlasmaTool Handgerät, das eine flexible und einfache Oberflächenbehandlung im industriellen Bereich ermöglicht.
Produkte mit PAA Technologie
Anwendungsbeispiele
Die hohen Temperaturen, die bei den meisten Plasma-Applikationen erreicht werden, werfen bei vielen Anwendern die Frage nach der Prozesssicherheit auf, besonders bei der Bearbeitung von hochsensiblen Materialien. Das Ziel dieses Beitrages ist es, offene Fragen bezüglich Temperatur und Wärmeübertragung bei Plasma-Anwendungen zu adressieren und kritische Beispiele anzuführen, die die Anwendbarkeit von Plasma in temperaturkritischen Prozessen belegen.
Echtzeit-Analyse atmosphärischer Plasmaprozesse
Unser Plasmasystem Plasmabrush®, speziell die Hochspannungsversorgung PS2000, liefert aussagekräftige Prozessdaten in digitaler Form. Aus diesen Daten können mit unserem Expertenwissen wertvolle Prozessinformationen gewonnen werden.
TDK kooperiert mit Relyon Plasma GmbH bei der Entwicklung und Fertigung innovativer Plasmalösungen
