Für den Korrosionsschutz, Barriereschichten oder die Benetzbarkeit von Oberflächen: Ein neuartiges skalierbares Atmosphärendruck-Freistrahl-Plasmasystem zur flächigen Beschichtung von Oberflächen ermöglicht unzählige Anwendungen.
Basis des Verfahrens ist die Verwendung eines Systems von Freistrahl-Plasmadüsen. Eine jede dieser Plasmadüsen generiert unter gewöhnlichen Umgebungsbedingungen einen Plasma-Jet, der potenzialfrei ist und mit dem metallische und polymere, aber auch glasartige und keramische Oberflächen aktiviert und gereinigt werden können. Unter Zudosierung von geeigneten chemischen Vorläufersubstanzen, sogenannten Precursoren, können mit derartigen Plasmadüsen aber auch schnell und kostengünstig funktionelle Beschichtungen unter Atmosphärendruckbedingungen realisiert werden. Nötig sind dazu nur Druckluft, die elektrische Versorgung der Plasmadüse sowie eine Precursorzudosiereinheit.
Durch das hochenergetische Plasma im Inneren der Plasmadüse werden die chemischen Vorläufersubstanzen fragmentiert, aus der Düse herausgetrieben und schichtbildend auf dem Werkstück umgesetzt. Je nach Precursor entstehen so funktionelle Beschichtungen auf der Basis von Siliziumoxid oder Titanoxid auf praktisch beliebige Oberflächen.
Werden speziell entwickelt r und für die jeweiligen Gasflüsse angepasste Zerstäubereinheiten genutzt und Aerosole zudosiert, können die Funktionalitäten der abgeschiedenen Schicht zusätzlich erweitert werden. Beispiele für die Nutzung derartiger Kompositbeschichtungen sind antibakteriell ausgestattete Oberflächen. Es sind aber auch Oberflächenbeschichtungen, die fluoreszierende Farbstoffe enthalten und die im Bereich der Produktverfolgung oder des Plagiatschutzes eingesetzt werden können, realisierbar.
In einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt wurde nun ein linear aufskalierbares Beschichtungssystem entwickelt, mit dem derartige atmosphärischen Plasmabeschichtungsprozesse nicht mehr nur mit einer Einzeldüse, sondern auch mit mehrerenDüsen realisiert werden können. Dazu wird ein 10 cm breiter Plasmabrenner verwendet, bei dem 14 Einzeldüsen, angeordnet in zwei Reihen, genutzt werden. Das Beschichtungssystem ist aufskalierbar zu höheren Behandlungsbreiten.
Erste Funktionsmuster wurden bereits im Bereich Korrosionsschutz auf Metallen realisiert, als Bakterizidbeschichtungen auf textilen Substraten sowie mit Blick auf Antireflex-beschichtungen auf Glas, zum Beispiel für die Deckglasapplikation im Bereich Solarthermie und/oder Photovoltaik.
Weitere Informationen: www.innovent-jena.de
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