Reinhausen Plasma: Schichtabscheidung aus kalt-aktivem Plasma direkt auf Kunststoffen

Mit der Plasmadust-Technologie präsentiert Reinhausen Plasma auf der K 2010 ein innovatives Verfahren für die direkte Metallisierung und Beschichtung von Kunststoffen. Zur Schichtabscheidung nutzt das innovative, trockene Verfahren einen kalt-aktiven Atmosphärendruck-Plasmaerzeuger sowie anwendungs-optimierte Mikro- und Nanopulver. Dies spart nach Anbieterangaben im Vergleich zu herkömmlichen Metallisierungs- und Beschichtungsverfahren nicht nur zahlreiche Prozessschritte ein, die Beschichtung erfolgt auch lösemittelfrei, energiesparend und umweltgerecht.

Ob Telekommunikation, IT, Automobilindustrie, Elektronik oder Unterhaltungsindustrie - in diesen und vielen anderen Branchen werden immer mehr Bauteile aus Kunstoffen gefertigt. Dies liegt an Eigenschaften wie geringem Gewicht, einfacher Verarbeitbarkeit, einer nahezu unbegrenzten Designfreiheit sowie vergleichsweise niedrigen Produktionskosten. Häufig benötigen die Teile wie beispielsweise 3D-MIDs, Handyschalen, Notebookgehäuse, RFID-Transponder und Flexboards für ihre Funktion eine Metallisierung oder Beschichtung. Dafür bietet die Reinhausen Plasma GmbH mit der Plasmadust-Technologie das nach Angaben des Unternehmens weltweit erste Verfahren, das die Abscheidung metallischer Schichten (z.B. Leiterbahnen oder EMV-Abschirmung) und Beschichtungen etwa als Barriereschicht, zur Verbesserung der Gleiteigenschaften oder Abriebfestigkeit aus einem kalt-aktiven Plasma direkt auf dem Kunststoff ermöglicht.

Trocken und umweltschonend
Im Vergleich zu marktgängigen Metallisierungs- und Beschichtungsverfahren soll die inlinefähige Plasmadust-Technologie durch eine deutliche Reduzierung der erforderlichen Prozessschritte überzeugen, eine vereinfachte Prozessführung, geringen Platzverbrauch sowie eine Zeit- und Kostenoptimierung. So können beispielsweise galvanische Prozesse oder Laserarbeitsschritte zur Strukturierung entfallen. Darüber hinaus punktet das trockene Verfahren unter ökologischen Aspekten, denn die Metallisierung/Beschichtung soll komplett ohne umweltbelastende Lösemittel, Oberflächenaktivierungs-, Reinigungs- und Trockenprozesse, also VOC-frei, sowie energieeffizient erfolgen.

Materialschonende Metallisierung/Beschichtung durch kalt-aktives Atmosphärendruckplasma
Für die Metallisierung beziehungsweise Beschichtung kommt der vom Regensburger Unternehmen entwickelte Plasmaerzeuger Plasmabrush PB2 zum Einsatz, der unter Atmosphärendruck arbeitet. Die Erzeugung des Gasplasmas erfolgt bei diesem System nach dem Inverterprinzip durch eine hochwirksame, direkte Gasentladung. Dabei entsteht ein kaltes, nicht-thermisches Plasma mit einer Temperatur je nach Düse zwischen 120 und 250°C unter Umgebungsbedingungen. Diese liege damit deutlich unter der konventioneller, "kalter" Atmosphärendruckplasmen und garantiere die substratschonende Behandlung, heißt es weiter.

Das Beschichtungspulver, beispielsweise Kuper, Gold, Zinn und Metall-Legierungen sowie Mischsysteme wie Bornitrid/Teflon, mit einem Korndurchmesser von 100 nm bis 20 µm wird dem Plasma kontinuierlich zugeführt. Eine speziell entwickelte Zerstäuber-/Fördertechnologie soll dabei gewährleisten, dass dies agglomeratfrei erfolgt. Dies sorge in Kombination mit dem einstellbaren, gleichmäßigen Partikelfluss für homogene und reproduzierbare Schichtdicken zwischen 1 und 1.000 µm. Die Prozessgeschwindigkeit liegt bei bis zu 150 Metern pro Minute.

Aktivieren und metallisieren in einem Prozessschritt
Um die Haftfähigkeit metallischer Schichten auf Kunststoffen zu verbessern, ist meist eine Oberflächenaktivierung erforderlich. Häufig kommt dafür ein Atmosphärendruckplasma zum Einsatz. Dieser separate Behandlungsschritt lässt sich mit dem Plasmadust-Verfahren in den Metallisierungs-/Beschichtungsprozess integrieren. Denn die Steuerung des Systems kann so programmiert werden, dass zunächst die Aktivierung der Oberfläche durch den Plasmastrahl erfolgt und danach Pulver zugeführt und beschichtet wird.

Durch die einfache Prozessführung, die Verkürzung der Prozessketten und den geringen Platzbedarf biete das Plasmadust-Verfahren bei der Metallisierung/Beschichtung von Kunststoffen einerseits ein enormes Rationalisierungspotenzial. Andererseits soll es Herstellern von Kunststoffbauteilen und Unternehmen, die eine Metallisierung/Beschichtung bisher extern haben durchführen lassen, ermöglichen, eine zusätzliche Wertschöpfung in ihren Produktionsprozess zu integrieren.

Weitere Informationen: www.reinhausen-plasma.com

K 2010, 27.10.–3.11.2010, Düsseldorf, Halle 11, Stand F47

Reinhausen Plasma GmbH, Regensburg

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