Kalt-Plasmaspritzen

Die Arbeiten des Anwendungszentrums im Bereich der Plasma­beschichtung konzentrieren sich auf Anlagen- und Verfahrensentwicklungen, mit denen insbesondere thermisch empfindliche Objekte beschichtet werden können. Möglich ist dies durch den Einsatz eines kalt geregelten Plasmastrahls. Die entsprechende Technologie, das Kalt-Plasmaspritzen, basiert auf der Verarbeitung von Partikeln mit ultrafeiner Morphologie.

Vielfältige Beschichtungen

Die Schichterzeugung erfolgt mit einem Plasmajet, in den entweder flüssige Partikeldispersionen oder Pulverfeststoffe eingeleitet werden. Die Palette verfügbarer Ausgangsstoffe umfasst dabei mehrere hundert Materialien, darunter u.a.:

  • Metalle, z.B. Cu, Al, Ag, Sn, Ti, Wo, Fe, Stahl
  • Metalloxide, z.B. Al2O3, SiO2
  • Kunststoffe, z.B. PE, PVDF, PTFE

Mit dem Verfahren können sowohl Bahnstrukturen als auch flächendeckende Beschichtungen sowie Gradientenschichten erzeugt werden. Darüber hinaus ist es infolge einer guten Tiefengängigkeit möglich, auch komplexe dreidimensionale Objekte homogen zu beschichten.

Breites Materialspektrum

Die Materialklassen, die mittels Kalt-Plasmaspritzen beschichtet werden können, sind vielfältig. Im Folgenden sind einige Beispiele, darunter auch äußerst temperaturempfindliche Stoffe, genannt:

  • Naturstoffe wie z.B. Papier, Holz, Biofaserverbund-Materialien, Baumwolle
  • Polymere wie PA, PE, insbesondere auch auf dünnen Polymerfolien
  • Elastomere wie TPE
  • Faserverbundkunststoffe inkl. GFK und CFK
  • Gläser und insbesondere auch Dünnstglas
  • Keramiken
  • Metallfolien
  • Textilien

Vorteile der Technologie

Charakteristische Prozesseigenschaften beim Kalt-Plasmaspritzen sind eine hohe Abscheiderate, die Beschichtungsgeschwindigkeit sowie ein maximaler Automatisierungsgrad. Dadurch bietet sich die Technologie dafür an, Produkte in Massenfertigung herzustellen. Die Vorteile gegenüber etablierten Beschichtungsverfahren sind:

  • Verzicht auf Bindemittel
  • Verzicht auf nasschemische Prozesse
  • Keine weiteren Werkzeuge notwendig
  • Keine Vorbehandlung der Trägermaterialien notwendig

Anwendungsbeispiele

Mittels Kalt-Plasmaspritzen lassen sich Leiterbahnen aus hochschmelzendem Metall und Anti-Statikbahnen auf thermisch empfindlichen Fasern, Geweben und Kunststoffe aufbringen. Damit eröffnen sich u.a. innovative Ansätze zur Herstellung intelligenter Textilien.

Die Technologie kann weiterhin eingesetzt werden, um auf Polymerobjekten Startmetallisierungen herzustellen, die in Folgeprozessen galvanisch verstärkt werden können. Auf diese Weise können ohne eine umweltbelastende chemische Vorbehandlung Leiterbahnen auf spritzgegossenen Schaltungsträgern, sogenannten MIDs oder Molded Interconnect Devices, erzeugt werden.

Darüber hinaus lassen sich mit der Technologie vielfältige Schichtfunktionen realisieren, zum Beispiel:

  • Hohe Wärmeleitung
  • Reibwertsreduktion
  • Antimikrobielle Funktionsschichten
  • Haftvermittlung
  • Antiadhäsion
  • Barriereschichten
  • Dekorationsschichten

Unser Angebot

  • Entwicklung von individuellen Schichtdesigns und Mehrschichtsystemen
  • Verfahrensentwicklung
  • Entwicklung von Anlagenkomponenten für spezifische Anwendungen

 

Weitere Informationen

Kalt-Plasmaspritzen in der Anwendung