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AURORA-Plasma: Niederdruckplasma für komplexe Bauteile

Einige Bauteile lassen sich von außen nur schwer selektiv behandeln. Hinterschneidungen, Poren, schwer zugängliche Bereiche oder mehrere Teile innerhalb eines Zyklus erfordern unter Umständen eine kontrollierte Prozessumgebung, die eine gleichmäßige, vollflächige Behandlung ermöglicht. AURORA-Plasma ist die Niederdruck-Plasmatechnologie von Plasmatreat. Die Bauteile werden in einer Vakuumkammer unter Verwendung eines definierten Prozessgases behandelt. Je nach Anwendung kann der Prozess reinigen, aktivieren, ätzen oder Oxidschichten reduzieren, um die Bauteile für das Kleben, Beschichten, Bedrucken, Vergießen, Umspritzen, Löten oder Kontaktieren vorzubereiten.

AURORA-Plasma ergänzt Openair-Plasma®, die Atmosphärendruck-Plasmatechnologie von Plasmatreat. Die beiden Technologien sind auf unterschiedliche Prozessanforderungen und Anwendungsziele ausgerichtet. Plasmatreat unterstützt beide Lösungsansätze, von der Machbarkeitsprüfung über die Prozessentwicklung bis hin zur Validierung und Integration in die Produktion.

Wenn Niederdruckplasma das richtige Mittel ist

Die Wahl zwischen Niederdruck- und Atmosphärendruckplasma ist keine Frage der Überlegenheit einer der beiden Technologien. Sie hängt vom Bauteil, dem gewünschten Oberflächenergebnis und der Produktionsumgebung ab.

Entscheidungskriterium AURORA-Plasma Openair-Plasma®
Behandlung Typischerweise vollflächige Behandlung innerhalb einer kontrollierten Prozesskammer Lokale, selektive oder vollflächige Behandlung unter Atmosphärendruck
Geometrie Komplexe dreidimensionale Bauteile, Hinterschneidungen, Poren und schwer zugängliche Bereiche Definierte Behandlungsbereiche, die mit dem gewählten Plasmastrahl und Bewegungskonzept erreichbar sind
Prozessumgebung Kontrollierte Vakuumumgebung mit wählbaren Prozessgasen Behandlung unter Atmosphärendruck, wobei Druckluft bei vielen Anwendungen als Hauptprozessgas dient
Produktionskonzept Kammerbasierte Bearbeitung, von Einzelzyklen über automatisierte Produktionskonzepte bis hin zur kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verarbeitung Kontinuierlicher, getakteter, automatisierter, modularer oder eigenständiger Betrieb
Bauteilhandhabung Einzelteile, mehrere Bauteile innerhalb eines Zyklus, Schüttgut oder Endlosmaterialien Bauteile oder definierte Oberflächenbereiche, die relativ zu einem oder mehreren Plasmastrahlen positioniert werden
Typische Stärke Kontrollierte Behandlung vollständiger Bauteile und komplexer Geometrien Flexible Integration lokaler, selektiver oder vollflächiger Behandlungen in den Produktionsprozess

Openair-Plasma® und AURORA-Plasma können innerhalb derselben Produktionsumgebung komplementäre Lösungswege bilden. Welche Technologie für ein Bauteil geeignet ist, hängt vom Behandlungsziel, der Geometrie, der Prozessabfolge und den Integrationsanforderungen ab. Ist der geeignete Lösungsweg nicht eindeutig, bieten Versuche mit repräsentativen Musterteilen eine zuverlässige Entscheidungsgrundlage.

AURORA-Plasma wird als Niederdrucktechnologie unter kontrollierten Vakuumbedingungen betrieben, während Openair-Plasma® lokale, selektive, vollflächige, kontinuierliche, indexierte, modulare und eigenständige Konzepte unterstützt.

So funktioniert Niederdruckplasma

Die Bauteile werden in eine Vakuumkammer eingelegt und unter kontrolliertem Unterdruck bearbeitet. Dabei wird ein Prozessgas in definierter Weise zugeführt, typischerweise Sauerstoff, Stickstoff, Argon oder Mischungen auf Wasserstoffbasis. Da die Umgebungsluft weitgehend ausgeschlossen ist, lässt sich die Prozesschemie präzise auf das Material und das gewünschte Oberflächenergebnis abstimmen.

Durch elektrische Anregung wird das Gas in Plasma umgewandelt: ein teilweise ionisiertes Gemisch aus Elektronen, Ionen, Radikalen und angeregten Molekülen, das mit der Oberfläche des Bauteils in Wechselwirkung tritt. AURORA-Systeme nutzen eine 2,45-GHz-Mikrowellenquelle als primären Plasmagenerator. Je nach System und Anwendung können 13,56-MHz- und 40-kHz-Anregungen hinzugefügt werden, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden und je nach Material, Geometrie und angestrebtem Ergebnis ausgewählt werden.

In dieser kontrollierten Umgebung wird das gesamte Bauteil auf einmal behandelt, einschließlich Hinterschneidungen, Poren und schwer zugänglicher Bereiche. Wie gleichmäßig das Ergebnis ausfällt, hängt von der Geometrie, der Beladung und dem Prozessrezept ab und sollte für jede Anwendung validiert werden.

Reinigung, Aktivierung, Ätzen, Oxidreduktion und Beschichtung

AURORA-Plasma eignet sich für verschiedene Oberflächenbearbeitungsziele. Das geeignete Verfahren hängt vom Ausgangszustand der Oberfläche, vom Werkstoff, von der Bauteilgeometrie und vom erforderlichen Folgeprozess ab.

Finden Sie das AURORA-System für Ihre Anwendung

AURORA-Plasma bezeichnet die zugrunde liegende Niederdruck-Plasmatechnologie. Die einzelnen AURORA-Systeme bieten je nach Bauteilabmessungen, Handhabung, Automatisierung und Produktionsanforderungen unterschiedliche Möglichkeiten zur Umsetzung dieser Technologie. Die Plasmakonfiguration und das Prozessrezept werden entsprechend der jeweiligen Anwendung ausgewählt.

AURORA Semi, AURORA Science und AURORA R2R sind Systemlösungen bzw. Integrationskonzepte innerhalb der AURORA-Produktplattform. Die Systemauswahl sollte sich nach den Anforderungen hinsichtlich Anwendung, Geometrie, Durchsatz, Automatisierung, Validierung und Integration richten.

AURORA 250 / 450 / 1000

Konfigurierbare Niederdruck-Plasmasysteme für kleine und mittelgroße Bauteile

Die Modelle AURORA 250, 450 und 1000 vereinen eine kontrollierte Prozesskammer mit konfigurierbarer Gasversorgung, Werkstückhandhabung und Plasmaanregung. Optionen wie Drehtisch und Drehtrommel ermöglichen die Behandlung einzelner Bauteile, mehrerer Teile in einem Zyklus oder von Schüttgut. Die Systeme können manuell oder automatisch betrieben und durch verschiedene Tür- und Handhabungskonzepte in die Produktion integriert werden.

AURORA Large Chamber

Niederdruck-Plasmabehandlung für große Bauteile und Substrate

Die AURORA Large Chamber erweitert den verfügbaren Prozessraum für Anwendungen mit großen Bauteilen, Substraten oder mehreren größeren Teilen innerhalb eines Zyklus. Kammerformat, Türanordnung, Beladung und Bauteilhandhabung werden entsprechend der Anwendung und dem Produktionslayout konfiguriert.

AURORA Semi

Niederdruck-Plasmabehandlung für die Anforderungen der Halbleiterfertigung

AURORA Semi bietet ein System- und Integrationskonzept für Wafer- und Halbleiterproduktionsumgebungen. Die Handhabung der Bauteile, die Plasmakonfiguration, die Automatisierung sowie die Produktionsschnittstellen werden entsprechend dem jeweiligen Prozessschritt definiert. Die anwendungsspezifische Prozessentwicklung bestimmt den erforderlichen Oberflächeneffekt und das Rezept.

AURORA Science

Kompakte Niederdruck-Plasmabehandlung für Forschung und Prozessentwicklung

AURORA Science bietet ein kompaktes Systemkonzept für das Material-Screening, Machbarkeitsstudien, die Rezepturentwicklung und die Fertigung kleiner Probenserien. Es schafft einen leicht zugänglichen Einstieg in die Etablierung und Bewertung von Niederdruck-Plasmaprozessen vor dem Übergang zu einem produktionsorientierten Systemkonzept.

AURORA R2R

Kontinuierliche Niederdruck-Plasmabehandlung für Roll-to-Roll-Materialien

AURORA R2R ermöglicht die kontrollierte Niederdruck-Plasmabehandlung von Endlosmaterialien. Das Systemkonzept unterstützt die Behandlung von Rollenmaterialien wie Folien, Textilien, Membranen und anderen Bahnen in einer kontrollierten Prozessumgebung. Die Rollenhandhabung, die Behandlungsbreite, die Prozesskonfiguration und die Produktionsschnittstellen werden entsprechend dem Material und dem gewünschten Oberflächenziel festgelegt.

Wenn Standardkonfigurationen nicht passen

Manche Anwendungen erfordern ein anderes Kammerformat, ein anderes Konzept für die Handhabung der Bauteile oder eine andere Produktionsschnittstelle. In diesen Fällen bewertet Plasmatreat die Prozess- und Integrationsanforderungen und ermittelt, ob eine anwendungsspezifische AURORA-Plasma-Konfiguration geeignet ist.

Kammerbasierte Verarbeitung, speziell für die Produktion konzipiert

Viele Niederdruck-Plasmasysteme bearbeiten Bauteile in festgelegten Zyklen. Die Kammer wird beladen, evakuiert, behandelt und entlüftet. AURORA-Systeme sind so konzipiert, dass dieser Prozessschritt in die automatisierte Fertigung integriert werden kann, anstatt separat davon zu laufen. Inline-Türen an der Vorderseite oder an der Seite, automatischer Betrieb, automatisches Öffnen der Türen sowie automatisierte Beladung über Förderband oder Roboter können die Kammer zu einer Prozessstation innerhalb einer Fertigungslinie machen. Türkonfiguration, Bauteilhandhabung, Produktionsschnittstellen und Rezepturverwaltung werden entsprechend dem erforderlichen Materialfluss und dem Automatisierungsgrad ausgewählt. Für Endlosmaterialien bietet AURORA R2R ein spezielles Roll-to-Roll-Konzept innerhalb des AURORA-Plasma-Portfolios.

Plasmatreat entwickelt das Prozess- und Integrationskonzept unter Berücksichtigung der Anwendung, der Bauteilhandhabung und der Produktionsanforderungen.

Von der Machbarkeitsstudie bis zur Produktion

Ein Oberflächenverfahren muss messbar, wiederholbar und für die vorgesehene Produktionsumgebung geeignet sein. Plasmatreat entwickelt daher AURORA-Plasma-Verfahren auf der Grundlage definierter Zielkriterien, anstatt von einer vordefinierten Systemkonfiguration auszugehen. Verschiedene Ansatzpunkte ermöglichen es Ihnen, das Verfahren zu bewerten und zu validieren, bevor Sie eine endgültige Entscheidung über die Anlage treffen. Dazu gehören Machbarkeitsstudien mit repräsentativen Musterteilen, Plasma-Behandlungsdienstleistungen sowie die Anmietung von Anlagen zur Validierung direkt in einer Produktionsumgebung. Während des gesamten Prozesses unterstützt Plasmatreat seine Kunden als Partner in den Bereichen Technologie, Prozessentwicklung, Validierung und Integration.

Legen Sie das Zielkriterium fest

Was muss die Oberfläche nach der Behandlung erfüllen? Das Ziel kann die Benetzbarkeit, die Haftung, die Sauberkeit, den Oxidzustand oder ein definiertes Prozessfenster betreffen.

Prüfung von Proben und Prozessbedingungen

Material, Bauteilgeometrie, Verunreinigungen, Belastung, Zykluszeit sowie Integrations- und Qualitätsanforderungen werden gemeinsam bewertet.

Entwicklung und Validierung des Verfahrens

Die entsprechenden Plasmakonfigurationen und Prozessparameter werden ausgewählt. Das Oberflächenergebnis wird gemessen, anhand des Zielkriteriums überprüft und innerhalb eines definierten Prozessfensters stabilisiert.

Überführung des Prozesses in die Produktion

Der validierte Prozess wird auf dem ausgewählten Systemkonzept implementiert. Die Produktionsintegration, die Dokumentation, die Rezepturverwaltung und die Übergabe werden an die jeweilige Anwendung angepasst.

Beantragen Sie einen Machbarkeitstest

FAQ

Was ist der Unterschied zwischen Niederdruck- und Atmosphärendruckplasma?

Niederdruckplasma wird in einer kontrollierten Vakuumumgebung unter Verwendung ausgewählter Prozessgase erzeugt. Es kommt häufig zum Einsatz, wenn komplette Bauteile, komplexe Geometrien, schwer zugängliche Bereiche oder mehrere Teile innerhalb eines Zyklus behandelt werden müssen.

Atmosphärendruckplasma arbeitet ohne Vakuumkammer. Openair-Plasma® kann Oberflächen lokal, selektiv oder großflächig behandeln und lässt sich in kontinuierliche, indexierte, automatisierte, modulare oder eigenständige Produktionskonzepte integrieren.
Die geeignete Technologie hängt vom Bauteil, dem Oberflächenziel, dem Folgeprozess und der Produktionsumgebung ab.

Welche Materialien können behandelt werden?

AURORA-Plasma kann zur Behandlung von Polymeren, Verbundwerkstoffen, Metallen, Keramiken, Glas, Textilien und porösen Materialien eingesetzt werden.

Der erzielbare Oberflächeneffekt hängt vom jeweiligen Material, der Bauteilgeometrie, dem Ausgangszustand der Oberfläche, dem Prozessgas und dem erforderlichen Folgeprozess ab. Die Eignung und die Prozessparameter werden daher anhand repräsentativer Musterteile überprüft.

Ist Niederdruckplasma für temperaturempfindliche Bauteile geeignet?

AURORA-Plasma unterstützt Prozesskonfigurationen mit geringer thermischer Belastung und kann daher für empfindliche Bauteile geeignet sein.

Die tatsächliche Bauteil-Temperatur hängt vom Material, der Anregung, der Behandlungsdauer, der Kammerbeladung und dem Prozessrezept ab. Die thermische Wirkung sollte für die jeweilige Anwendung validiert werden.

Wie lange dauert eine Niederdruck-Plasmabehandlung?

Die Behandlungsdauer hängt vom System, der Kammerbeladung, dem Material, der Verunreinigung und den Zielkriterien ab.

Der gesamte Zyklus umfasst zudem das Beladen, das Evakuieren und das Entlüften. Anwendungsspezifische Tests ermitteln die für einen stabilen Prozess erforderliche Behandlungsdauer und Gesamtzykluszeit.

Lässt sich Niederdruckplasma in eine automatisierte Fertigungslinie integrieren?

Ja. Die AURORA-Systemkonzepte unterstützen den automatischen Betrieb, Inline-Türkonfigurationen, das automatische Öffnen der Türen sowie die automatisierte Beschickung mittels Förderband oder Roboter.

Das erforderliche Handhabungs- und Schnittstellenkonzept hängt vom gewählten System, den Komponenten und dem Produktionslayout ab.

Können AURORA-Systeme funktionale Beschichtungen auftragen?

Ja, sofern es für den erforderlichen Beschichtungsprozess entsprechend ausgerüstet ist. PlasmaPlus® ist die Technologie von Plasmatreat zur Verleihung spezifisch definierter Oberflächenfunktionen durch plasma-basierte Beschichtungsverfahren.

Je nach Anwendungsfall kann ein AURORA-Plasma-System die für die Beschichtung erforderliche Niederdruck-Prozessumgebung bereitstellen.

Wie wird das geeignete AURORA-System ausgewählt?

Die Auswahl beginnt mit der Festlegung der Komponenten und der Oberflächenziele. Material, Geometrie, erforderlicher Prozess, Belastungskonzept, Durchsatz sowie Anforderungen an Automatisierung und Integration bestimmen, welches Systemkonzept in Betracht gezogen werden sollte.

Tests mit repräsentativen Proben tragen dazu bei, den Prozess zu definieren und zu validieren, bevor die endgültige Systemkonfiguration ausgewählt wird.

Legen Sie das für Ihre Anwendung geeignete Niederdruck-Plasmaverfahren fest

Die geeignete Lösung hängt von Ihrer Komponente, dem Material, dem gewünschten Oberflächenziel und den Produktionsanforderungen ab. Plasmatreat unterstützt Sie dabei, die Machbarkeit zu prüfen, den Prozess zu entwickeln, dessen Leistungsfähigkeit zu validieren und ihn in die Produktion zu integrieren.

Klaus Kresser

Managing Director

+41 71 733 11 33
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