Reinhausen Plasma: Atmosphärendruck-Plasmabeschichtung ermöglicht völlig neue Materialkombinationen

Die Mikroskopaufnahme zeigt das abgeschiedene LDPE auf dem Aluminiumsubstrat.

Mit der die Plasmadust-Technologie der Reinhausen Plasma lassen sich laut Unternehmen Materialkombinationen und Verbindungen realisieren, die bisher nicht hergestellt werden konnten, z.B. schwierig zu fügende Kunststoffe mit Metallen und anderen Werkstoffen zu verbinden. Dies ebne in zahlreichen Industriebereichen den Weg zu technologischen Innovationen.

Hybridbauteile aus Metallen und Kunststoffen sind auf dem Vormarsch. Diese Komponenten nutzen gezielt die Stärken der jeweiligen Werkstoffe und bieten Vorteile wie Gewichtreduzierung, Kostensenkung, Verringerung der Einzelteile und des Montageaufwands. Allerdings scheitert so mache Konstruktionsidee an der Verbindungstechnik, da sich nicht alle Kunststoffe, beispielsweise HDPE (High-Density-Polyehtylen), mit Metallen fügen lassen. In diesen Fällen eröffnet die Plasmadust-Technologie von Reinhausen Plasma neue Perspektiven. Denn sie ermöglicht den Angaben zufolge die materialschonende Abscheidung pulverförmiger Kunststoffe auf dem Metall, durch die sich eine dauerhafte und belastbare Verbindung direkt oder indirekt herstellen lässt. Der inlinefähige Plasmaprozess erfolgt unter Atmosphärendruck.

Verarbeitung temperatursensibler Kunststoffe

Das LDPE wird über einen externen Injektor dem Plasmastrahl zugeführt und auf dem Substrat abgeschieden - (Bilder: Reinhausen Plasma).

Die Beschichtungstechnologie basiert auf dem modularen Plasmasystem "Plasmabrush PB3" und einer Pulverprozesseinheit. Sie fördert das Kunststoffpulver kontinuierlich und agglomeratfrei in den Plasmastrahl, durch den es aufgeschmolzen wird und auf dem Substrat eine Schicht bildet. Die Art der Plasmaerzeugung und speziell für "heiße", warme" und "kalte" Prozesse entwickelte Plasmadüsen ermöglichen demnach, auch temperatursensible Kunststoffe wie PTFE, PVC und LDPE materialschonend und reproduzierbar zu verarbeiten.

Dies ermöglicht bei einem Bauteil aus HDPE die indirekte Verbindung mit einer aus Aluminium hergestellten Komponente. Zunächst wird auf dem Metallteil pulverförmiges LDPE (Low-Density-Polyethylen) abgeschieden. Die Aluminiumkomponente wird anschließend unter Wärmeeinwirkung mit dem Kunststoffbauteil verschmolzen. Die daraus resultierende, haftfeste und dichte Verbindung erreichte den weiteren Angaben zufolge bei Abreißversuchen eine Abzugskraft von 40 N/mm². Sehr gute Ergebnisse wurden demnach auch bei der Verbindung von zwei metallischen Bauteilen mit LDPE erzielt.

Beschichtungen mit maßgeschneiderten funktionalen Eigenschaften
Mit der Plasmadust-Technologie lassen sich demnach praktisch alle Materialien - Kunststoffe, Metalle, Legierungen und Mischsysteme - verarbeiten, die in Pulverform gebracht werden können und einen Schmelzpunkt unter 1.200°C haben. Dadurch können die Schichten neben ihrer verbindenden Eigenschaft mit weiteren definierten Funktionen, wie beispielsweise elektrisch isolierend, wärmeleitend oder Wärme isolierend, ausgestattet werden. Darüber hinaus lassen sich Beschichtungen, beispielsweise als Korrosionsschutz, Barriereschicht, zur Verbesserung der Kratzfestigkeit, der Gleiteigenschaften, der Abriebfestigkeit der des Verschleißschutzes, auf metallische Oberflächen aufbringen.

Mehr als Kunststoff auf Metall
Ebenso flexibel wie bei den Beschichtungsstoffen zeigt sich die Plasmadust-Technologie auch bei den zu beschichtenden Substraten. Durch die vergleichsweise niedrige Plasmatemperatur seien bei den Werkstoffen nahezu keine Grenzen gesetzt - von Kunststoffen und Metallen über Glas und Keramik bis hin zu Schaum- und Verbundstoffen, Folien, Textilien, Leder und Papier - sei alles beschichtbar. Dabei sollen sich auch selektive Beschichtungen einfach realisieren lassen. Diese hohe Flexibilität und die Möglichkeit, die Prozessparameter individuell auf die jeweilige Anwendung abzustimmen, eröffne in vielen Branchen ein hohes Innovationspotenzial.

Durch eine von Reinhausen Plasma entwickelte Simulationssoftware lässt sich die Evaluierung des Prozesses zeit- und kostensparend durchführen.

Über die Reinhausen Plasma GmbH
Die in Regensburg ansässige Reinhausen Plasma GmbH versteht sich als innovativer Anbieter von Plasmalösungen für die Oberflächenveredelung und -beschichtung. Mit der Entwicklung der kalt.aktiven Atmosphärendruck-Plasmawerkzeuge plasmabrush und piezobrush, die sich durch niedrige Temperatur, geringe Gasgeschwindigkeit, extreme Spaltgängigkeit des Plasmas und hohe Reinheit der Gase auszeichnen, setzt das Unternehmen in der Reinigung und Oberflächenaktivierung mit Plasma nach eigenen Angaben neue Maßstäbe. Das patentierte plasmadust-Verfahren ermöglicht es demzufolge erstmals, 2- und 3-dimensionale Bauteile aus nahezu allen Werkstoffen ohne Lösemittel (VOC-frei) sowie energieeffizient direkt aus einem kalt-aktiven Plasma zu beschichten.

Weitere Informationen: www.reinhausen-plasma.com

Reinhausen Plasma GmbH, Regensburg

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