Italiano 
English 
Español 
Français 
العربية 
Русский 
Português 
Deutsch 
Nederlands (Formeel) 
日本語 
Türkçe 
Українська 
La tecnologia di trattamento superficiale modifica le proprietà del materiale e crea uno strato superficiale con caratteristiche meccaniche, fisiche e chimiche diverse dal materiale di base.
L'obiettivo del trattamento superficiale è soddisfare i requisiti funzionali unici del prodotto in termini di resistenza alla corrosione, ornamento e altri fattori. Un metodo di trattamento superficiale noto come tecnica di trattamento al plasma viene utilizzato per creare la superficie polimerica ideale su cui far aderire inchiostri, vernici e rivestimenti.
Questo articolo esplora il trattamento superficiale al plasma, il funzionamento del processo, i suoi usi migliori e i campi di applicazione. Continuate a leggere per approfondire le vostre conoscenze.
Che cos'è il plasma?
Il fondamento del plasma, il quarto stato della materia, è un'idea fisica semplice. Quando si applica energia alla materia, i solidi diventano liquidi e i liquidi del plasma si trasformano in stati gassosi. Se aggiungiamo energia, le molecole di gas si ionizzano quando vengono riscaldate e portano una carica netta positiva. Quando un numero sufficiente di molecole di plasma viene ionizzato, si crea un plasma che modifica le proprietà elettriche complessive del gas.
Che cos'è il trattamento superficiale al plasma?
Il termine "trattamento superficiale al plasma" si riferisce a una procedura in grado di modificare o aumentare l'energia superficiale di un materiale per migliorarne la capacità di accogliere un rivestimento o di essere legato a un altro materiale.
Il trattamento è adatto alle applicazioni di adesivi e vernici e influisce su vari materiali di rivestimento che favoriscono l'aderenza: applicando il trattamento al plasma alla superficie si ottiene una superficie di rivestimento estremamente sottile e ad alta tensione, ideale per l'incollaggio, il rivestimento e la stampa. I materiali troppo idrofili o troppo idrofobici per l'uso previsto possono essere trattati con il plasma.
La tecnologia al plasma viene utilizzata per i processi di trattamento delle superfici, come la pulizia, il rivestimento, la stampa, la verniciatura e l'incollaggio, ed è spesso lo standard industriale per la manipolazione di metalli, vetro, carta e polimeri plastici.
Perché si usa il trattamento superficiale al plasma?
Il trattamento superficiale al plasma viene utilizzato principalmente per pulire, migliorare l'aderenza delle superfici e creare rivestimenti sottili.
1. Pulizia al plasma
Il pulitore al plasma prepara una superficie eliminando tutti i detriti organici da vari materiali in una camera a vuoto. Produce una superficie incontaminata, ideale per l'incollaggio o per ulteriori lavorazioni, senza creare rifiuti nocivi. Inoltre, questo processo può ridurre notevolmente i problemi di contaminazione rispetto ai metodi di pulizia tradizionali.
Nel trattamento al plasma di ossigeno, le specie energetiche dell'ossigeno svolgono anche funzioni di pulizia interagendo con le impurità per produrre prevalentemente acqua e anidride carbonica. Durante questo processo di pulizia, i contaminanti organici vengono spazzati via dagli ioni attivati dal plasma, che li decompongono in modo che possano essere evaporati ed evacuati dalla camera.
2. Attivazione della superficie
La superficie di un materiale polimerico viene spesso preparata per l'incollaggio o la stampa mediante l'attivazione della superficie al plasma. Il polimero viene scomposto e vengono prodotti radicali liberi quando le specie energetiche sono esposte alla chimica di superficie. Sebbene questa procedura richieda spesso l'uso di ossigeno, molte attivazioni al plasma possono essere eseguite con aria ambiente.
3. Rivestimento al plasma
Il trattamento superficiale al plasma pulisce la superficie del materiale da impurità estranee, rendendola più accettabile per la lavorazione. Il metodo di rivestimento al plasma applica uno strato di polimero su scala nanometrica alla superficie di un oggetto. Il rivestimento risultante non ha colore, non ha odore e non ha alcun impatto sulla sensazione o sull'aspetto del materiale.
4. Incisione al plasma
L'incisione al plasma rimuove silicio, plastica e altri materiali non metallici eccitando gli ioni in un gas per formare il plasma. Senza incisori chimici, il materiale viene rimosso quando gli ioni eccitati del plasma si scontrano a livello atomico. Per un processo di incisione coerente, è necessario controllare la densità degli ioni, la temperatura degli elettroni e il potenziale del plasma.
Come funziona il trattamento superficiale al plasma?
Il trattamento al plasma avviene quando un gas viene sottoposto a una fonte di energia come l'elettricità o le microonde. Il gas si trasforma in una miscela di ioni, radicali, elettroni liberi e altri frammenti molecolari. Il processo con cui vengono eliminate tutte le tracce di contaminazione organica è il successivo trattamento al plasma.
Un ugello per il plasma, una conduttura per l'erogazione del gas e un generatore di plasma costituiscono il processore della superficie del plasma nel trattamento al plasma. La superficie del pezzo viene ricoperta dal plasma. La superficie dell'oggetto da trattare si altera al contatto con il plasma e si verificano reazioni chimiche.
Il trattamento superficiale al plasma può essere suddiviso in atmosferico e a bassa pressione o sotto vuoto.
Trattamento al plasma sottovuoto
Per la terapia al plasma si può utilizzare una camera o un involucro evacuato. Prima di fornire l'energia sotto forma di corrente elettrica, l'aria all'interno della camera viene pompata fuori per creare un ambiente ad alto vuoto. Quindi il gas viene fatto fluire nella camera a bassa pressione.
Ricordiamo che il trattamento al plasma è essenzialmente una procedura a bassa temperatura, che consente di trattare in modo efficiente i materiali sensibili al calore del plasma. Il plasma sottovuoto viene utilizzato come tecnologia al plasma perché l'assenza di molecole di gas all'interno della camera consente al gas di trattamento al plasma di diffondersi più efficacemente una volta iniettato nella camera.
In genere, il gas terapeutico può diffondersi in modo più efficace, in quanto vi sono meno possibilità che il gas terapeutico si scontri con altre molecole di gas nella camera per disperdersi e deviare.
Trattamento al plasma atmosferico
L'utilizzo di plasmi atmosferici "a getto" è un altro metodo di trattamento delle superfici. I plasmi atmosferici funzionano a pressione atmosferica. Sono molto utili se utilizzati con un robot o per il trattamento localizzato di parti in un processo in linea.
Strumenti e apparecchiature utilizzati per il trattamento superficiale al plasma
I due principali tipi di trattamento al plasma sono una camera e un involucro evacuato. Poiché la terapia al plasma funziona a basse temperature, questa apparecchiatura aiuta a creare la temperatura ideale e il vuoto elevato all'interno della camera. Il plasma a getto atmosferico è un altro dispositivo per il trattamento del plasma. Per le varie tecniche, vengono utilizzate diverse macchine per il trattamento al plasma.
I macchinari per la pulizia al plasma con film PP e rivestimento UV possono essere trattati al plasma per far aderire saldamente l'adesivo a base d'acqua. La sua fantastica tecnologia al plasma migliora anche la tensione superficiale, previene le rotture dell'adesivo e dell'incollaggio e offre la possibilità di pulire facilmente diverse superfici. Elimina efficacemente i detriti minerali dalle superfici e rimuove l'ossidazione superficiale. Inoltre, viene utilizzato per pulire la ceramica e preparare le superfici di plastica ed elastomeri.
I produttori industriali nei settori dell'assemblaggio, della stampa e della decorazione traggono vantaggio dal controllo del processo di adesione riproducibile fornito dalle apparecchiature al plasma, come i trattatori di superficie a fiamma. Il trattamento superficiale al plasma spesso sostituisce l'uso di primer rischiosi e di preparazioni manuali inadeguate.
Quali sono i pro e i contro del trattamento superficiale al plasma?
Pro
I vantaggi della camera al plasma sono infiniti; alcuni di essi sono i seguenti:
- È possibile apportare infinite modifiche chimiche selezionando gas o sostanze chimiche adeguate.
- Il processo al plasma è più ecologico rispetto ad altri metodi di trattamento delle superfici.
- Grazie al consumo minimo di sostanze chimiche e alla riduzione delle spese per prodotti chimici e acqua, la modificazione superficiale offre un vantaggio finanziario rispetto alla tradizionale lavorazione a umido.
- Inoltre, questa tecnica di modifica della superficie utilizza meno acqua ed energia per asciugare i materiali trattati.
- Le apparecchiature per il trattamento al plasma in linea migliorano l'adesione delle superfici di compositi, plastiche, metalli e vetro.
- Il trattamento al plasma ha il potenziale per irradiare completamente sostanze chimiche pericolose e velenose, poiché ha l'energia per modificare le strutture atomiche delle sostanze.
- Il plasma è già utilizzato come bisturi di alta precisione nelle procedure mediche. Il plasma caldo potrebbe essere utilizzato in medicina per praticare cavità, sterilizzare e cauterizzare ferite.
- Il trattamento superficiale al plasma è un trattamento a basso costo rispetto ad altri trattamenti superficiali.
- Il trattamento al plasma favorisce l'adesione di adesivi, sigillanti, vernici e pitture.
Contro
Al contrario, il trattamento al plasma presenta anche alcune limitazioni, tra cui:
- La determinazione della profondità di penetrazione del plasma può essere scoraggiante.
- I meccanismi di adattamento possono essere difficili da gestire.
- Anche il costo dell'investimento può essere un problema nel trattamento superficiale al plasma.
- Trovare la dose efficace di plasma per i vari materiali può essere una sfida.
Applicazioni industriali del trattamento superficiale al plasma
Il trattamento superficiale al plasma trova applicazione in diverse applicazioni industriali, alcune delle quali sono illustrate di seguito:
1. Industria dell'imballaggio
Le industrie dell'imballaggio utilizzano il trattamento superficiale al plasma per incollare e sigillare le bottiglie di bevande o di marmellata, al fine di garantire la solidità e l'affidabilità della confezione. Il trattamento aiuta soprattutto a risolvere i problemi di colla di laminazione e di apertura ai raggi UV.
2. Industria automobilistica
Il plasma aiuta a trattare la superficie di incollaggio dell'automobile, ottenendo proprietà quali un incollaggio più stretto, l'isolamento acustico, l'impermeabilità all'umidità e alla polvere; d'altra parte, l'uso del plasma come trattamento di pre-stampa garantisce l'assenza di sbiadimento del colore o di caduta della vernice. In genere, il trattamento superficiale al plasma viene utilizzato per le pastiglie dei freni, i paraoli, i paraurti, ecc.
3. Industria medica
La tecnologia al plasma incorporata nell'industria medica ha applicazioni interessanti. I materiali per impianti umani vengono trattati in superficie con il plasma per ottenere la comparabilità. Inoltre, l'incollaggio dei cateteri medici viene migliorato. Questa tecnica aiuta anche nella disinfezione delle apparecchiature mediche.
4. Industria della plastica
Le superfici in plastica sono trattate al plasma per aumentare l'adesione alla stampa. Inoltre, diversi oggetti vengono trattati per garantire la solidità dell'incollaggio. Di solito, il trattamento superficiale al plasma si applica a giocattoli, tappi di bottiglie di bevande ed elettrodomestici.
5. Industria dei cavi
La marcatura di fili e cavi è un altro scopo del trattamento al plasma. In generale, il trattamento al plasma atmosferico favorisce l'adesione di inchiostri, adesivi e rivestimenti acquosi per offrire una notevole resistenza alle sbavature e all'abrasione. Tuttavia, l'utilizzo di marcature a getto d'inchiostro aumenta la resa dei marcatori di cavi.
6. Industria tessile
Il trattamento superficiale al plasma è applicabile anche all'industria tessile. Serve principalmente a pulire le fibre per migliorarne le proprietà, tra cui stampabilità, bagnabilità, capillarità delle fibre e tingibilità. In questo modo, oltre alla pre-sterilizzazione di diversi tessuti di grado medico, si migliora l'adesione dell'inchiostro e la tintura di filati, filamenti e nastri tessili. Inoltre, aumenta l'idrofilia e l'assorbimento delle fibre proteiche.
Conclusione
Speriamo che questo articolo vi abbia aiutato a capire meglio come il trattamento al plasma possa giovare agli oggetti per migliorarne la finitura superficiale e la capacità di incollaggio. L'ampia gamma di applicazioni del trattamento superficiale al plasma lo rende popolare in diversi settori produttivi.
