Kvalita lepeného, lakovaného nebo potištěného dílu závisí na více faktorech než jen na použitém lepidle, barvě či inkoustu. Stejně důležitých je i několik vnějších mikrometrů povrchu, se kterými tyto materiály přicházejí do kontaktu. Je-li povrch znečištěný nebo se po něm kapalina nedokáže správně rozprostřít, může být spoj slabý, i když substrát i lepidlo splňují své specifikace. Průmyslová plazmová úprava povrchu pomáhá tuto výrobní výzvu řešit tím, že bezprostředně před dalším procesním krokem povrch vyčistí a modifikuje.
Jak plazma působí na povrch?
Plazma je plyn excitovaný elektrickou energií. Reaktivní částice, které obsahuje, interagují s nejvrchnější vrstvou obrobku. V závislosti na technologii a nastavení procesu může úprava odstranit tenké vrstvy organického znečištění nebo změnit chemické vlastnosti povrchu. Cílem je často aktivace povrchu: zlepšení smáčivosti a adheze lepidla, povlaku nebo tiskového inkoustu. Specializované procesy mohou také vytvořit tenkou funkční vrstvu.
Tento rozdíl ilustruje jednoduchý příklad. Pokud se kapka kapaliny na plastovém dílu sbaluje do kuličky, může být vytvoření rovnoměrného povlaku obtížné. Po vhodné předúpravě se kapka může snadněji rozprostřít. To samo o sobě však ještě nedokazuje, že hotový spoj bude dlouhodobě spolehlivě fungovat. To je nutné ověřit testováním celého výrobního procesu a hotového spoje.
Proč je to v průmyslu důležité?
Mnoho plastů se obtížně smáčí, zatímco zbytky z výroby nebo tenké vrstvy znečištění na kovech mohou bránit spolehlivé adhezi. Předúprava se stává obzvláště důležitou při spojování různých materiálů nebo v případech, kdy výrobek musí odolávat vlhkosti, teplotním změnám a dlouhodobému namáhání. Plazmová úprava tak může mít zásadní vliv jak na míru zmetkovitosti, tak na spolehlivost spoje.
Jednou z praktických výhod atmosférické plazmy je, že pracuje za atmosférického tlaku. S vhodným vybavením ji lze aplikovat přímo na výrobní lince, a to i bezprostředně před lepením nebo tiskem. V některých aplikacích může snížit potřebu čištění rozpouštědly nebo použití chemických primerů. Zda tomu tak je i v praxi, musí být vždy ověřeno pro konkrétní materiál a výrobní linku.
Kde ji lze využít?
Jednou z nejběžnějších aplikací je příprava na lepení a těsnění. U plastových, kovových, skleněných nebo kompozitních dílů může správně nakonfigurovaná plazmová úprava zlepšit smáčení povrchu lepidlem. Z podobných důvodů může být užitečná před lakováním, nanášením povlaků, značením a tiskem: rovnoměrné rozprostření a adheze ovlivňují také vzhled hotového povrchu.
V elektronice a přesném strojírenství může být cílem ošetření malých, přesně definovaných oblastí. Při výrobě obalů lze plazmovou úpravu zařadit před tisk nebo laminaci. U prototypů a malosériové výroby může ruční zařízení pomoci rychle zjistit, zda úprava zlepší další procesní krok pro danou dvojici materiálů. Průmyslové využití atmosférické plazmy zahrnuje čištění, aktivaci a povlakování, i když tyto postupy vyžadují odlišné procesy a nastavení.
Co je třeba zvážit při zavádění plazmové úpravy?
Nejprve přesně definujte problém. Nízká pevnost spoje, nerovnoměrné krytí laku a nestálá kvalita tisku mohou vyžadovat rozdílné ošetření. Plazma automaticky nenahrazuje důkladné čištění silně znečištěných dílů.
Nastavte proces pro konkrétní materiál. Vzdálenost úpravy, rychlost posuvu, šířka opracování, procesní plyn i geometrie obrobku – na tom všem záleží. Tenké nebo na teplo citlivé plasty mohou vyžadovat pečlivě zvolené parametry, aby proces aktivace díl nepoškodil.
Změřte účinek úpravy a otestujte hotový produkt. Vyhodnocení povrchové energie, například pomocí testovacích inkoustů, může poskytnout rychlou zpětnou vazbu o smáčivosti. Konečné rozhodnutí však stále vyžaduje zkoušky lepení, lakování nebo tisku na základě požadavků na daný produkt. Vyplatí se také stanovit, kolik času může uplynout mezi plazmovou úpravou a dalším procesním krokem, protože stav ošetřeného povrchu se může během skladování měnit.
Součástí řešení je i návrh pracoviště. Elektrické vybavení, odsávání a nakládání s plyny vznikajícími během procesu musí být naplánováno pro zvolený systém a aplikaci. V automatizované výrobě navíc zaznamenávání procesních parametrů podporuje sledovatelnost.
Jaká řešení nabízí Ulbrich?
Sortiment společnosti Ulbrich pro plazmovou úpravu povrchů zahrnuje řešení pro různé rozsahy výroby. piezobrush® PZ3 je kompaktní ruční zařízení na bázi studené plazmy, které společnost představuje pro laboratorní práci, vývoj a malosériovou výrobu. Může být proto vhodné pro počáteční materiálové zkoušky nebo cílenou úpravu menších ploch.
Pro sériovou výrobu sortiment zahrnuje piezobrush® PZ3-i, navržený pro integraci do nových i stávajících výrobních linek. Pro náročnější aplikace atmosférické plazmy s vyšším výkonem nabízí Ulbrich také systém PB3/PS2000 a výběr plazmových trysek. Produktová řada dále obsahuje mobilní Plasmatool pro manuální průmyslové použití a také automatizační řešení pro plazmové aplikace. Dostupnost a přesnou konfiguraci je vhodné ověřit při poptávce.
Pro výrobce, kteří tuto technologii zvažují podrobněji, je nejlepším výchozím bodem konkrétní obrobek a měřitelný cíl – například požadovaná pevnost spoje nebo kvalita tisku na konkrétním plastu. Na základě toho lze určit, zda je správnou volbou ruční testovací přístroj, jednotka pro výrobní linku nebo komplexnější automatizovaný systém. Kontaktní údaje společnosti Ulbrich Kft. jsou k dispozici na webových stránkách společnosti.
