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Plasmakopf Plasmatechnik – 100% made in Franken

| Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Ein Plasmagerät, vom Generator bis zur Prozesssoftware, komplett eigenständig entwickelt, konstruiert und gebaut – in Weikersheim im lieblichen Taubertal.

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Die Materie im Weltraum zwischen den Himmelskörpern, die Sonne und anderen Sterne – 99 % der gesamten sichtbaren Materie im Universum befindet sich im Plasmazustand.
Die Materie im Weltraum zwischen den Himmelskörpern, die Sonne und anderen Sterne – 99 % der gesamten sichtbaren Materie im Universum befindet sich im Plasmazustand.
(Bild: Spewing Flare Event / NASA Goddard Space Flight Center/flickr / BY-SA 2.0)

Im Krisenjahr 2008 stand die Geschäftsführung von bdtronic vor der Entscheidung, entweder langjährige Mitarbeiter zu entlassen oder einen Plan B zu finden. Der Plan B war, die Krise für die Zukunft zu nutzen. So wurde entschieden, durch Diversifikation neue Potentiale und Standbeine zu schaffen und der gewachsenen Mannschaft mit ihrem Know-how und ihrer Erfahrung neue Aufgaben zu geben. Die in diesem Prozess definierten neuen Technologien sind thermisches Kunststoffnieten, Plasmavorbehandlung und Imprägnieren von Elektromotoren – alles, was der Tier 1 und OEM von heute braucht. Seit 2008 bietet der Mittelständler daher Plasmatechnologie und Komplettmaschinenlösungen zur Bauteilvorbehandlung an, ab jetzt auch VP4, das Variable Plasma.

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Eine Besonderheit an der Technologie des VP4 ist der robuste Aufbau und die einfache und schnelle Integrierbarkeit: der zur Hochspannungserzeugung notwendige Transformator ist kein separates Modul mehr, das über ein sperriges Hochspannungskabel mit dem Plasmakopf verbunden wird, sondern er wird bereits im Plasmakopf verbaut und durchschlagsicher vergossen. Der Plasmakopf wird von einem 5,5 m langen Kühlkanal durchzogen. Durch diesen strömt das Prozessgas und sorgt damit für den Abtransport der durch den Prozess entstehenden, überschüssigen Wärme. Durch den Wegfall des Hochspannungskabels können stabile Standardstromkabel von beliebiger Länge mit steckbaren Verbindungen eingesetzt werden. Die bei der Hochspannungsübertragung entstehenden Leistungsverluste sind damit minimiert.

Integration auf Mehrachs-Roboter

Das Gesamtgewicht bleibt unter 5 kg, sodass auch eine Integration auf kleine Mehrachsroboter möglich ist. Die Geräte sind als Standardmodule mit Standardschnittstellen konzipiert und im wahrsten Sinne „Plug&Play“. Eine weitere Besonderheit ist die variabel anpassbare Leistung. Dies ermöglicht die Vorbehandlung unterschiedlicher Oberflächen in einer Maschine, was häufig vor Kleb- oder Dichtprozessen nötig ist. Hier müssen verschiedene Materialien – wie Kunststoffgehäuse mit Metalldeckel – sicher, dicht, fest und dauerhaft miteinander verbunden werden.

Bei der Softwareentwicklung wurde gezielt auf die benutzerfreundliche und intuitive Bedienung geachtet, die Abbildung zeigt den „Tacho“ mit den jeweiligen Einstell- und Grenzwerten zur Prozessüberwachung. Das ist alles in allem nicht nur ein durchdachtes Produktdesign und solide Ingenieursarbeit, auf die man im Hause BD-Tronic stolz ist. Auch der Trend vielseitig zu denken, wurde verstanden.

Technikum für Prozesssimulation

Plasmaprozesse gelten heute als Stand der Technik bei allen Anwendungen, wo eine hohe Oberflächengüte und somit eine optimale Haftung notwendig sind. Auch wenn mittlerweile viel Erfahrung und Verständnis für die Wirkung und damit den Nutzen einer Plasmavorbehandlung besteht, ist in der Regel der erste Schritt immer ins Technikum, um die Machbarkeit und die zielführenden Prozessparameter zu definieren und zu validieren. bdtronic verfügt heute über neun Applikationslabors, wo täglich Prozesssimulationen und Musterfertigungen unter produktionsnahen Bedingungen durchgeführt werden. Begleitend stehen verschiedene Messmittel u.a. zur Prüfung der Oberflächenenergie, des Reinigungseffektes und der Scherfestigkeit der Verklebung zur Verfügung.

Was ist eigentlich Plasma?

Die Verklebung als stoffschlüssige Fügemethode gewinnt in der modernen Industrie immer mehr an Bedeutung. Mischmaterialverbindungen, komplexe Geometrien, neue Werkstoffe, minimierte Klebstoffmengen, dies sind alles Herausforderungen, denen sich Materialhersteller und Anlagenbauer stellen müssen. Plasma zur Haftungsverbesserung, das heißt Reinigung und Aktivierung von Oberflächen, kommt hierbei schon seit geraumer Zeit zum Einsatz.

Plasma sorgt dafür, dass Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt und funktionelle Gruppen erzeugt werden. Dies führt zu mehreren Effekten: zum einen wird die Benetzbarkeit der Oberfläche erhöht, sodass sich das aufgebrachte Material optimal auf der Oberfläche verteilen kann. Zum anderen gehen die funktionellen Gruppen eine starke Bindung mit herkömmlichen Klebstoffen und Vergussmassen ein und sorgen somit für eine bessere und langzeitstabilere Haftung, Festigkeit und Dichtigkeit der Verbindung.

Plasma wird als „4. Aggregatszustand“ bezeichnet, einem Zustand in dem sich das uns umgebende Universum zu über 99% befindet. Als physikalische Vorbehandlungsmethode künstlich erzeugt, wird Plasma durch das Anlegen einer hohen Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode. Die Entladung dieser Hochspannung erzeugt ein elektrisches Feld, welches das durchströmende Prozessgas in den Plasmazustand überführt. Geschieht dieser Prozess unter Atmosphärendruck, so spricht man von Atmosphärendruckplasma (ADP). ADP kommt in der Industrie beispielsweise zum Einsatz, wenn Dichtnuten oder Klebeflächen schwer verklebbarer Kunststoffe oder verunreinigter Metalle auf die Verklebung vorbereitet werden.

Die Mehrzahl der auf dem Markt erhältlichen Plasmageräte finden nicht nur in der reinen Vorbehandlung von Oberflächen vor der Verklebung Anwendung, sondern auch in der Beschichtungstechnik, Medizintechnik, Lackiertechnik und in vielen weiteren Bereichen, wo durch Plasma eine ausreichende und stabile Haftung ermöglicht wird.

(br)

(ID:44364695)