Disc-Jet – Atmosphärendruck-Plasmaquelle zur Oberflächenbehandlung

Das Ziel: Homogene 3D-Behandlung

Handelsübliche Plasmaquellenkonzepte bieten vielseitige Möglichkeiten, um Oberflächen flächig oder punktuell zu aktivieren bzw. zu funktionalisieren. Komplizierte 3D-Geometrien wie z.B. tiefliegende Nuten, Kavitäten oder Hinterschneidungen lassen sich dagegen oft nur unvollständig behandeln. Um auf der gesamten umlaufenden Fläche eine homogene Behandlung zu erzielen, sind möglichst verlustfreie und konturtreue Entladungen notwendig.

Die neue Plasmaquelle

Ein Lösungsansatz bietet das am Fraunhofer IST entwickelte Plasmaquellenkonzept auf Basis einer dielektrisch behinderten Gleitentladung. Eine sogenannte »kalte« Oberflächenentladung im Bereich von 30 bis 60 °C erlaubt eine sowohl flächige als auch konturgenaue und tiefengängige Behandlung selbst temperaturempfindlicher Substrate. Durch eine konzentrisch zugeführte Prozessgaseinspeisung entsteht eine homogene Gleitentladung, die je nach Abstand der Quelle zum Substrat (1 mm – 30 mm) Entladungsbreiten zwischen 20 und 80 mm erzeugt. Durch die Wahl des eingesetzten Prozessgases wie z.B. Druckluft, Argon, Helium oder Stickstoff kann die Substratoberfläche darüber hinaus unabhängig von Substratstärke und Leitfähigkeit vielseitig homogen funktionalisiert werden.

Vielfältige Anwendungen

Die erzeugten Gleitentladungen können auf unterschiedlichsten Materialien wie z.B. Glas, Kunststoffen, Metallen oder Holz realisiert werden. Anwendungsbeispiele sind das haftungsoptimierte Aufbringen von Lacken oder Klebstoffen in der polymerverarbeitenden Industrie sowie in der Feinst-Reinigung von z.B. Metallen.