Русский 
English 
Español 
Français 
العربية 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Nederlands (Formeel) 
日本語 
Türkçe 
Українська 
Технология обработки поверхности изменяет свойства материала и создает поверхностный слой с механическими, физическими и химическими характеристиками, отличными от основного материала.
Цель обработки поверхности - удовлетворить уникальные функциональные требования изделия к коррозионной стойкости, декоративности и другим факторам. Метод обработки поверхности, известный как плазменная обработка, используется для создания идеальной полимерной поверхности, к которой могут прилипать чернила, краски и покрытия.
В этой статье рассматривается плазменная обработка поверхности, принцип действия этого процесса, его наилучшее использование и области применения. Читайте дальше, чтобы получить глубокие знания.
Что такое плазма?
В основе плазмы, четвертого состояния материи, лежит простая физическая идея. Когда к веществу прикладывается энергия, твердые тела становятся жидкостями, а плазменные жидкости переходят в газообразное состояние. Если добавить энергию, молекулы газа при нагревании ионизируются и несут чистый положительный заряд. Когда ионизируется достаточное количество молекул, создается плазма, которая изменяет общие электрические свойства газа.
Что такое плазменная обработка поверхности?
Термин "плазменная обработка поверхности" относится к процедуре, которая может изменить или увеличить поверхностную энергию материала, чтобы повысить его способность принимать покрытие или быть соединенным с другим материалом.
Плазменная обработка предназначена для нанесения клея и краски и воздействует на различные материалы, способствующие адгезии: при нанесении плазмы на поверхность образуется очень тонкая, высокопрочная поверхность, идеальная для склеивания, нанесения покрытия и печати. Плазменной обработке поддаются материалы, которые являются либо слишком гидрофильными, либо слишком гидрофобными для их предполагаемого использования.
Плазменная технология используется для обработки поверхностей, таких как очистка, нанесение покрытий, печать, покраска и склеивание, и часто является промышленным стандартом для обработки металлов, стекла, бумаги и пластиковых полимеров.
Почему используется плазменная обработка поверхности?
Плазменная обработка поверхности в основном используется для очистки, улучшения адгезии поверхностей и создания тонких покрытий.
1. Плазменная очистка
Плазменный очиститель подготавливает поверхность, удаляя все органические остатки из различных материалов в вакуумной камере. Получается чистая поверхность, идеальная для склеивания или дальнейшей обработки, без образования вредных отходов. Кроме того, этот процесс значительно снижает риск загрязнения по сравнению с традиционными методами очистки.
В процессе кислородно-плазменной обработки энергичные виды кислорода также выполняют функции очистки, взаимодействуя с загрязнениями с преимущественным образованием воды и углекислого газа. В процессе очистки органические загрязнения удаляются ионами, активированными плазмой, которые расщепляют их, чтобы они могли быть испарены и удалены из камеры.
2. Активация поверхности
Поверхность полимерного материала часто подготавливается к склеиванию или печати с помощью плазменной активации поверхности. При этом полимер разрушается, и образуются свободные радикалы, когда энергичные виды подвергаются химическому воздействию на поверхность. Хотя для этой процедуры часто требуется кислород, многие плазменные активации можно проводить с использованием комнатного воздуха.
3. Плазменное покрытие
Плазменная обработка поверхности очищает поверхность материала от посторонних примесей, делая ее более приемлемой для обработки. Метод плазменного покрытия наносит на поверхность объекта наноразмерный полимерный слой. Полученное покрытие не имеет ни цвета, ни запаха, не влияет на ощущения и внешний вид материала, что делает его долговечным.
4. Плазменное травление
Плазменное травление удаляет кремний, пластик и другие неметаллические материалы путем возбуждения ионов в газе с образованием плазмы. В отсутствие химических травителей материал удаляется при столкновении возбужденных ионов плазмы на атомном уровне. Для последовательного процесса травления необходимо контролировать плотность ионов, температуру электронов и потенциал плазмы.
Как происходит плазменная обработка поверхности?
Плазменная обработка происходит, когда газ подвергается воздействию источника энергии, например электричества или микроволновой печи. Газ превращается в смесь ионов, радикалов, свободных электронов и других молекулярных фрагментов. Процесс, в ходе которого устраняются все следы органического загрязнения, представляет собой последующую плазменную обработку.
Плазменное сопло, трубопровод подачи газа и генератор плазмы составляют плазменный процессор поверхности при плазменной обработке. Поверхность заготовки покрывается плазмой. Поверхность обрабатываемого объекта изменяется при соприкосновении с плазмой, и в ней происходят химические реакции.
По условиям работы плазменную обработку поверхности можно разделить на атмосферную и обработку при низком давлении или в вакууме.
● Вакуумно-плазменная обработка
Для плазменной терапии можно использовать откачанную камеру или корпус. Перед подачей энергии в виде электричества воздух внутри камеры откачивается, чтобы создать высокий вакуум. Затем в камеру под низким давлением подается газ.
Помните, что плазменная обработка - это, по сути, низкотемпературная процедура, позволяющая эффективно обрабатывать плазмой термочувствительные материалы. Вакуумная плазма используется в качестве плазменной технологии, поскольку отсутствие молекул газа внутри камеры позволяет газу для плазменной обработки более эффективно диффундировать после его введения в камеру.
Как правило, лечебный газ может диффундировать более эффективно, так как меньше шансов, что лечебный газ столкнется с другими молекулами газа в камере, рассеется и изменит направление.
● Атмосферно-плазменная обработка
Использование атмосферной плазмы с "реактивным соплом" - еще один метод обработки поверхностей. Атмосферная плазма работает при атмосферном давлении. Они наиболее эффективны при использовании с роботом или для локальной обработки деталей в поточном процессе.
Инструменты и оборудование, используемые для плазменной обработки поверхности
Два основных типа оборудования для плазменной терапии - это камера и эвакуированный корпус. Поскольку плазменная терапия работает при низких температурах, это оборудование помогает создать идеальную температуру и высокий вакуум внутри камеры. Атмосферная струйная плазма - еще одно устройство для лечения плазмой. Для различных методик используются различные аппараты для плазменной терапии.
Оборудование для плазменной очистки с полипропиленовой пленкой и УФ-покрытием может подвергаться плазменной обработке для обеспечения прочного сцепления клея на водной основе. Фантастическая плазменная технология также улучшает поверхностное натяжение, предотвращает разрушение клея и склеивание и обеспечивает простоту очистки различных поверхностей. Она эффективно очищает поверхности от минеральных остатков и удаляет поверхностное окисление. Кроме того, он используется для очистки керамики и подготовки поверхностей пластмасс и эластомеров.
Промышленные предприятия, занимающиеся сборкой, печатью и декорированием, выигрывают от воспроизводимого контроля процесса адгезии, обеспечиваемого плазменным оборудованием, таким как пламенные аппараты для обработки поверхностей. Плазменная обработка поверхности часто заменяет необходимость использования рискованных грунтовок и неадекватной ручной подготовки поверхности.
Каковы плюсы и минусы плазменной обработки поверхности?
Плюсы
Плюсы плазменной камеры бесконечны, вот лишь некоторые из них:
- Подбирая подходящие газы или химические вещества, можно добиться бесконечных химических изменений.
- Плазменный процесс более экологичен, чем другие методы обработки поверхности.
- Благодаря минимальному расходу химикатов и меньшим затратам на химикаты и воду, поверхностная модификация обеспечивает финансовую выгоду по сравнению с традиционной мокрой обработкой.
- Кроме того, этот метод модификации поверхности требует меньше воды и энергии для сушки обработанных материалов.
- Оборудование для поточной плазменной обработки улучшает адгезию поверхности композитов, пластиков, металлов и стекла.
- Плазменная обработка способна полностью облучать опасные и ядовитые химические вещества, поскольку обладает энергией, способной изменять атомную структуру веществ.
- Плазма уже используется в качестве высокоточного скальпеля в медицинских процедурах. Горячая плазма может использоваться в медицине для сверления полостей, стерилизации и прижигания ран.
- Плазменная обработка поверхности является недорогой по сравнению с другими видами обработки поверхности.
- Плазменная обработка способствует адгезионному соединению с клеями, герметиками, лаками и красками.
Cons
Напротив, плазменное лечение имеет и некоторые ограничения, к которым относятся:
- Определение глубины проникновения плазмы может оказаться сложной задачей.
- Механизмами адаптации бывает сложно управлять.
- Инвестиционные затраты также могут быть проблемой при плазменной обработке поверхности.
- Найти эффективную дозу плазмы для различных материалов может быть непросто.
Промышленное применение плазменной обработки поверхности
Плазменная обработка поверхности находит применение в различных отраслях промышленности, некоторые из которых рассмотрены ниже:
1. Упаковочная промышленность
Упаковочная промышленность использует плазменную обработку поверхности для склеивания и запечатывания бутылок с напитками или вареньем, чтобы обеспечить прочность и надежность упаковки. В основном она помогает решить проблемы с ламинирующим клеем и УФ-открытием.
2. Автомобильная промышленность
Плазма помогает обработать поверхность склеивания автомобиля, что обеспечивает такие свойства, как плотное прилегание, звукоизоляция, влаго- и пылезащита. С другой стороны, использование плазмы в качестве предпечатной обработки гарантирует отсутствие потускнения цвета и осыпания краски. Обычно плазменная обработка поверхности используется для автомобильных тормозных колодок, сальников, бамперов и т.д.
3. Медицинская промышленность
Плазменная технология, применяемая в медицинской промышленности, имеет множество интересных применений. Поверхность материалов для имплантатов человека обрабатывается плазмой для обеспечения сопоставимости. Кроме того, улучшается склеивание медицинских катетеров. Эта технология также помогает в дезинфекции медицинского оборудования.
4. Пластиковая промышленность
Пластиковые поверхности подвергаются плазменной обработке для повышения адгезии при печати. Кроме того, различные предметы обрабатываются для обеспечения прочности при склеивании. Обычно плазменная обработка поверхности применяется для игрушек, крышек от бутылок с напитками и бытовой техники.
5. Кабельная промышленность
Маркировка проводов и кабелей - еще одна цель плазменной обработки. Как правило, атмосферная плазменная обработка способствует адгезии водных чернил, клеев и покрытий, обеспечивая замечательную стойкость к размазыванию и истиранию. Однако использование струйной маркировки повышает выход продукции для маркировки кабелей.
6. Текстильная промышленность
Плазменная обработка поверхности также применяется в текстильной промышленности. В первую очередь она помогает очистить волокна, чтобы улучшить их свойства, в том числе пригодность для печати, смачиваемость, капиллярность волокна и способность к окрашиванию. Таким образом, помимо предварительной стерилизации различных текстильных изделий медицинского назначения, улучшается адгезия краски и окрашивание текстильной пряжи, нитей и полотен. Он также повышает гидрофильность и впитываемость белковых волокон.
Заключение
Надеемся, эта статья помогла вам лучше понять, как плазменная обработка может принести пользу объектам, улучшив качество их поверхности и способность к сцеплению. Широкий спектр применения плазменной обработки поверхности делает ее популярной в различных отраслях промышленности.
