Ansprechpartner:
Dr. rer. nat. Sergey Stepanov
Plasmatechnik und Oberflächen
Fraunhofer-Projektzentrum Wolfsburg
c/o Open Hybrid LabFactory e. V.
Hermann-Münch-Str. 2
38440 Wolfsburg, Deutschland
Telefon +49 421 2246-7406
Reinigen, aktivieren, beschichten: Effiziente und wirtschaftliche Oberflächenmodifizierung mittels Plasmatechnologie unter Atmosphärendruckbedingungen
+Durch Plasmatechnologien können technische Oberflächen mit neuen, gewünschten Eigenschaften versehen werden. Die Plasmaprozesse ermöglichen neuartige Materialverbindungen und bieten wirtschaftliche sowie umweltschonende Fertigungsprozesse. Die Atmosphärendruck-Plasmatechnik ist eines der effizientesten inline-fähigen Verfahren, um nahezu beliebige Werkstoffe (z.B. Kunststoffe, Metalle, Verbundstoffe) zu reinigen, zu aktivieren oder funktionelle Schichtsysteme aufzutragen. Dadurch lassen sich Innovationen in verschiedensten Anwendungsgebieten – wie z.B. für Leichtbau, Energiespeicher und Sensorik – realisieren.
Der Schwerpunkt am Fraunhofer-Projektzentrum in Wolfsburg liegt auf der wirtschaftlichen Atmosphärendruck-Plasmabehandlung von Einzelfasern und Textilien, welche anschließend zu Faserverbundkunststoffen (FVK) verarbeitet werden können. Ziel ist dabei die Verbesserung der (mechanischen) Kennwerte der hergestellten FVK.
Praxisbeispiel: Inline-Atmosphärendruck-Plasmavorbehandlung zu Funktionalisierung von Fasermaterialien für bessere Verarbeitung zu FVK
+Im Rahmen des vom Land Niedersachsen geförderten Projekts „Oberhalb“ wurden Naturfasergewebe mit Hilfe von inline-fähiger Atmosphärendruck-Plasmatechnik (dielektrischer Barriereentladung, DBD) vor der Weiterverarbeitung zu FVK flächig vorbehandelt. Die Benetzbarkeit der Fasern konnte dadurch so gesteigert werden, dass die anschließende Imprägnierung der Fasern sowie die Faser-Matrix-Adhäsion signifikant verbessert werden konnten. Die eingesetzte Technologie kann auf viele weitere Werkstoffe (z. B. Kohlenstoff- und Glasfasern, Polymere, Metalle etc.) übertragen und für unterschiedliche Behandlungsbreiten und Prozessgeschwindigkeiten aufskaliert werden.
Anwendungsbeispiele:
- Wirtschaftliche Funktionalisierung von Fasern und Faserhalbzeugen für verbesserte Benetzbarkeit, Imprägnierung und Matrixadhäsion bei der Herstellung von FVK
- Vorbehandlung von Oberflächen für nachfolgende Prozesse wie Kleben, Lackieren oder Abdichten
- Universelles Verfahren für verschiedene Werkstoffe, wie Kohlenstoff-, Glas- oder Naturfasern, Metalle, Polymere etc.
- Inlinefähiger, kostengünstiger und umweltfreundlicher Plasmaprozess unter Atmosphärendruckbedingungen
- Anwendungsspezifischer Einsatz von verschiedenen Plasmaquellen möglich, wie Dielektrische Barriereentladung (DBD), Atmosphärendruck-Plasmajet (APPJ) etc.
- Aufskalierbare Technologie für unterschiedliche Behandlungsbreiten und Prozessgeschwindigkeiten
- Variation der Prozessgase und Präkursoren für bedarfsgerechte plasmabasierte Reinigung, Aktivierung und Nano-Funktionalisierung
Technische Daten:
- DBD-Plasmaquelle (dielektrische Barriereentladung)
- Frequenzbereich des Generators: 13-40kHz
- Leistung des Generators: bis 2kW
- Behandlungsbreite: 600mm (aufskalierbar)
- Leichte Integrierbarkeit in bestehende Produktionsketten (Inlinefähigkeit)
