Українська 
English 
Español 
Français 
العربية 
Русский 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Nederlands (Formeel) 
日本語 
Türkçe 
Технологія обробки поверхні змінює властивості матеріалу і створює поверхневий шар з механічними, фізичними та хімічними характеристиками, відмінними від основного матеріалу.
Мета обробки поверхні - задовольнити унікальні функціональні вимоги продукту щодо корозійної стійкості, декоративності та інших факторів. Метод обробки поверхні, відомий як плазмова обробка, використовується для створення ідеальної полімерної поверхні для нанесення чорнил, фарб і покриттів.
У цій статті розглядається плазмова обробка поверхонь, принцип дії процесу, його найкращі застосування та сфери використання. Читайте далі, щоб дізнатися більше.
Що таке плазма?
В основі плазми, четвертого стану матерії, лежить проста фізична ідея. Коли до речовини прикладається енергія, тверді тіла стають рідинами, а плазмові рідини переходять у газоподібний стан. Якщо ми додаємо енергію, молекули газу при нагріванні іонізуються і несуть чистий позитивний заряд. Коли достатня кількість молекул плазми іонізується, створюється плазма, яка змінює загальні електричні властивості газу.
Що таке плазмова обробка поверхні?
Термін "плазмова обробка поверхні" означає процедуру, яка може змінити або збільшити поверхневу енергію матеріалу, щоб підвищити його здатність наносити покриття або з'єднуватися з іншим матеріалом.
Обробка призначена для нанесення клеїв і фарб і впливає на різні матеріали, що сприяють адгезії - плазмова обробка поверхні створює надзвичайно тонку поверхню покриття з високим натягом, що ідеально підходить для склеювання, нанесення покриттів і друку. Плазмою можна обробляти матеріали, які є занадто гідрофільними або занадто гідрофобними для використання за призначенням.
Плазмова технологія використовується для обробки поверхонь, таких як очищення, нанесення покриттів, друк, фарбування та склеювання, і часто є промисловим стандартом для обробки металів, скла, паперу та пластичних полімерів.
Для чого використовується плазмова обробка поверхні?
Плазмова обробка поверхонь в основному використовується для очищення, поліпшення адгезії поверхонь і створення тонких покриттів.
1. Плазмова очистка
Плазмовий очищувач готує поверхню, видаляючи всі органічні залишки різних матеріалів у вакуумній камері. Він створює чисту поверхню, ідеальну для склеювання або подальшої обробки, не створюючи шкідливих відходів. Крім того, цей процес може значно зменшити ризик забруднення порівняно з традиційними методами очищення.
Під час киснево-плазмової обробки енергійні види кисню також виконують функції очищення, взаємодіючи з домішками, утворюючи переважно воду і вуглекислий газ. Під час цього процесу очищення органічні забруднення підриваються активованими плазмою іонами, які розщеплюють їх, щоб вони могли випаровуватися і виводитися з камери.
2. Поверхнева активація
Поверхню полімерного матеріалу часто готують до склеювання або друку за допомогою плазмової активації поверхні. Полімер розщеплюється, і вільні радикали утворюються, коли енергійні види піддаються впливу поверхневої хімії. Хоча для цієї процедури часто потрібен кисень, багато плазмових активацій можна проводити, використовуючи кімнатне повітря.
3. Плазмове покриття
Плазмова обробка поверхні очищає поверхню матеріалу від сторонніх домішок, роблячи її більш прийнятною для обробки. Метод плазмового покриття наносить нанорозмірний шар полімеру на поверхню об'єкта. Отримане покриття не має кольору, запаху і не впливає на відчуття та зовнішній вигляд матеріалу, що призводить до постійного покриття.
4. Плазмове травлення
Плазмове травлення видаляє кремній, пластик та інші неметалеві матеріали, збуджуючи іони в газі з утворенням плазми. Без хімічних травителів матеріал видаляється, коли збуджені іони плазми стикаються на атомному рівні. Для послідовного процесу травлення необхідно контролювати щільність іонів, температуру електронів і потенціал плазми.
Як працює плазмова обробка поверхні?
Плазмова обробка відбувається, коли газ піддається впливу джерела енергії, такого як електрика або мікрохвильова піч. Газ перетворюється на суміш іонів, радикалів, вільних електронів та інших молекулярних фрагментів. Процес, за допомогою якого усуваються всі сліди органічного забруднення, - це подальша плазмова обробка.
Плазмове сопло, газопровід для подачі газу і генератор плазми складають плазмовий оброблювач поверхні при плазмовій обробці. Поверхня заготовки покривається плазмою. Під час контакту з плазмою поверхня оброблюваного об'єкта змінюється, і на ній відбуваються хімічні реакції.
Плазмову обробку поверхні можна розділити на атмосферну і низького тиску або вакуумну.
Вакуумно-плазмова обробка
Для плазмотерапії можна використовувати вакуумовану камеру або барокамеру. Перед подачею енергії у вигляді електричного струму повітря всередині камери відкачують, щоб створити середовище високого вакууму. Потім газ подається в корпус під низьким тиском.
Пам'ятайте, що плазмова обробка - це, по суті, низькотемпературна процедура, що дозволяє ефективно обробляти плазмою термочутливі матеріали. Вакуумна плазма використовується як плазмова технологія, оскільки відсутність молекул газу в камері дозволяє газу для плазмової обробки ефективніше дифундувати після його впорскування в камеру.
Як правило, терапевтичний газ може дифундувати більш ефективно, оскільки існує менша ймовірність того, що лікувальний газ зіткнеться з іншими молекулами газу в камері, розсіюючись і перенаправляючись.
Обробка атмосферною плазмою
Використання атмосферної плазми "струменевого сопла" - ще один метод обробки поверхонь. Атмосферна плазма працює при атмосферному тиску. Вони найбільш доцільні при використанні з роботом або для локальної обробки деталей в потоковому процесі.
Інструменти та обладнання для плазмової обробки поверхні
Дві основні частини плазмової терапії - це камера та вакуумований корпус. Оскільки плазмотерапія працює при низьких температурах, це обладнання допомагає створити ідеальну температуру і високий вакуум всередині камери. Атмосферна струменева плазма - це ще один пристрій для лікування плазмою. Для різних методик використовуються різні апарати для плазмової обробки.
Машини для плазмового очищення з поліпропіленовою плівкою та УФ-покриттям можна обробляти плазмою, щоб клей на водній основі міцно прилипав до поверхні. Фантастична плазмова технологія також покращує поверхневий натяг, запобігає розриву клею і з'єднання та забезпечує легкість очищення різних поверхонь. Він ефективно видаляє мінеральне сміття з поверхонь і усуває поверхневе окислення. Крім того, його використовують для очищення кераміки та підготовки поверхонь із пластику та еластомерів.
Промислові виробники в складальній, поліграфічній та оздоблювальній галузях отримують вигоду від відтворюваного контролю процесу адгезії, що забезпечується плазмовим обладнанням, таким як пристрої для обробки поверхонь полум'ям. Плазмова обробка поверхонь часто замінює ризиковану ґрунтовку та неадекватну підготовку поверхні вручну.
Які переваги та недоліки плазмової обробки поверхні?
Плюси
Переваги плазмової камери нескінченні, деякі з них наведені нижче:
- Нескінченні хімічні зміни можуть бути зроблені шляхом підбору відповідних газів або хімічних речовин.
- Плазмовий процес є більш екологічно чистим, ніж інші методи обробки поверхонь.
- Завдяки мінімальному споживанню хімікатів і меншим витратам на хімікати та воду, модифікація поверхні забезпечує фінансову вигоду порівняно з традиційною мокрою обробкою.
- Крім того, цей метод модифікації поверхні використовує менше води та енергії для сушіння оброблених матеріалів.
- Устаткування для потокової плазмової обробки покращує адгезію на поверхнях композитів, пластмас, металів і скла.
- Плазмова обробка має потенціал для повного опромінення небезпечних, отруйних хімічних речовин, оскільки вона має енергію для модифікації атомних структур речовин.
- Плазма вже використовується як високоточний скальпель у медичних процедурах. Гаряча плазма може використовуватися в медицині для свердління порожнин, стерилізації та припікання ран.
- Плазмова обробка поверхні - це недорога обробка порівняно з іншими видами обробки поверхні.
- Плазмова обробка сприяє адгезії клеїв, герметиків, лаків і фарб.
Мінуси
З іншого боку, плазмова обробка також має певні обмеження, які включають в себе наступні:
- Визначення глибини проникнення плазми може бути складним завданням.
- Механізмами адаптації буває важко керувати.
- Інвестиційні витрати також можуть бути проблемою при плазмовій обробці поверхні.
- Пошук ефективної дози плазми для різних матеріалів може бути складним завданням.
Промислове застосування плазмової обробки поверхні
Плазмова обробка поверхонь застосовується в різних галузях промисловості, деякі з яких ми розглянемо нижче:
1. Пакувальна промисловість
Пакувальна промисловість використовує плазмову обробку поверхні для склеювання та герметизації пляшок з напоями або джемами, щоб забезпечити міцність і надійність упаковки. В основному це допомагає вирішити проблеми з клеєм для ламінування та відкриттям під дією ультрафіолету.
2. Автомобільна промисловість
Плазма допомагає обробити поверхню автомобіля, що з'єднується, що призводить до таких властивостей, як міцніше з'єднання, звукоізоляція, волого- та пилонепроникність - з іншого боку, використання плазми для попередньої обробки перед друком гарантує відсутність вицвітання кольору або осипання фарби. Зазвичай плазмова обробка поверхні використовується для автомобільних гальмівних колодок, сальників, бамперів тощо.
3. Медична промисловість
Плазмова технологія, впроваджена в медичну промисловість, має захоплюючі застосування. Матеріали людських імплантатів обробляються плазмою, щоб забезпечити їхню порівнянність. Крім того, покращується зчеплення медичних катетерів. Цей метод також допомагає в дезінфекції медичного обладнання.
4. Пластмасова промисловість
Пластикові поверхні піддаються плазмовій обробці, щоб підвищити адгезію для друку. Крім того, різні предмети обробляють для забезпечення міцності при склеюванні. Зазвичай плазмову обробку поверхні застосовують для іграшок, кришечок для пляшок з напоями та побутової техніки.
5. Кабельна промисловість
Маркування дротів і кабелів - ще одна мета плазмової обробки. Як правило, обробка атмосферною плазмою сприяє адгезії водних чорнил, клеїв і покриттів, що забезпечує чудову стійкість до розмазування і стирання. Однак використання струменевого маркування підвищує продуктивність кабельних маркувальників.
6. Текстильна промисловість
Плазмова обробка поверхні також застосовується в текстильній промисловості. Вона насамперед допомагає очистити волокна для покращення їхніх властивостей, зокрема здатності до друку, змочування, капілярності волокон і фарбування. Таким чином, на додаток до попередньої стерилізації різного медичного текстилю, покращується адгезія чорнила та фарбування текстильної пряжі, ниток і полотен. Це також підвищує гідрофільність і абсорбцію білкових волокон.
Висновок
Сподіваємося, ця стаття допомогла вам краще зрозуміти, як плазмова обробка може допомогти об'єктам покращити якість поверхні та здатність до зчеплення. Широкий спектр застосувань плазмової обробки поверхні робить її популярною в різних галузях виробництва.
