Tecnología de plasma

Descripción general de la tecnología de Plasma

La tecnología de plasma ha sido una herramienta de producción importante durante muchas décadas en la fabricación de dispositivos microelectrónicos, por ejemplo. Durante este período, la tecnología de plasma también se ha vuelto fundamental en muchas otras áreas de la industria como la industria de automoción, dispositivos médicos, textiles, aeroespacial...por nombrar solo algunas

¿Qué es y qué puede hacer el tratamiento con plasma?

El tratamiento con plasma se utiliza para limpiar y activar superficies y así mejorar sus características de adhesión. La limpieza con plasma elimina rastros de contaminación orgánica de la superficie, lo que de otro modo evitaría una buena adhesión. Al mismo tiempo, el tratamiento con plasma activa la superficie y la convierte de un estado de energía superficial de bajo a alto para que se pueda humedecer fácilmente con adhesivos, pintura, pegamento, etc. El tratamiento con plasma resuelve problemas de mala adhesión en muchas industrias.

Los plasmas tienen una serie de propiedades únicas que han llevado a una aplicación tan extendida:

  • Capacidad para tratar objetos 3D complejos
  • Respetuoso con el medio ambiente, sin residuos químicos
  • Se puede "ajustar" casi infinitamente para ofrecer propiedades específicas de la superficie.
  • Capacidad para tratar materiales sensibles a la temperatura.
  • Trate a los conductores, semiconductores y aislantes por igual.
  • Costo unitario muy bajo por tratamiento.
  • Capacidad para producir propiedades de alto valor agregado para el producto.
  • y muchos muchos mas

¿Qué es el Tratamiento con Plasma??

Los tratamientos con plasma se utilizan para alterar las propiedades de la superficie de una amplia gama de materiales para que sean más fáciles de unir, pegar y pintar. Al tratar las piezas, limpiamos y activamos la superficie, mejorando sus características de adhesión.

Es útil comenzar definiendo qué es un plasma. Sólido, líquido y gaseoso son los tres estados de la materia con los que todos estamos familiarizados. Podemos movernos entre los estados, agregando o eliminando energía (por ejemplo, calefacción / refrigeración). Si continuamos agregando suficiente energía, las moléculas de gas se ionizarán (perderán uno o más electrones) y, por lo tanto, transportarán una carga neta positiva. Si se ionizan suficientes moléculas para afectar las características eléctricas generales del gas, el resultado se llama plasma. Los plasmas son,a menudo, referidos como el cuarto estado de la materia.

what is plasma treatment schematic drawing of the plasma process

Un plasma contiene iones positivos, electrones, átomos o moléculas de gas neutro, luz UV y también átomos y moléculas de gas excitado, que pueden transportar una gran cantidad de energía interna (los plasmas brillan porque la luz se emite a medida que estas partículas neutras excitadas se relajan a una energía más baja estado). Todos estos componentes pueden interactuar con la superficie durante el tratamiento con plasma. Al elegir la mezcla de gases, la potencia, la presión, etc., podemos ajustar con bastante precisión o especificar los efectos del tratamiento con plasma.

Cómo funciona el Tratamiento con Plasma

El tratamiento con plasma se puede realizar en un recinto o cámara . El aire se bombea y se permite que fluya un gas a baja presión antes de aplicar energía en forma de energía eléctrica. Es importante tener en cuenta que el tratamiento con plasma es en realidad un proceso de baja temperatura, lo que significa que los materiales sensibles al calor pueden procesarse con bastante facilidad.

El tratamiento con plasma también se realiza con plasmas atmosféricos 'jet'. Los plasmas atmosféricos funcionan a presión ambiente y son los más adecuados para el tratamiento localizado de piezas en un proceso en línea o cuando se combinan con un robot.


Limpieza de plasma

La limpieza con plasma es un método comprobado, efectivo, económico y ambientalmente seguro para la preparación en superficies críticas. La limpieza con plasma elimina los aceites y grasas naturales y técnicos a escala nanométrica y reduce la contaminación hasta 6 veces en comparación con los métodos tradicionales de limpieza húmeda, incluidos los residuos de limpieza con disolventes. La limpieza con plasma produce una superficie lista para pegar o procesar, sin ningún material de desecho dañino.

Cómo funcion Plasma Cleaning

La luz ultravioleta generada en el plasma es muy efectiva para romper la mayoría de los enlaces orgánicos de los contaminantes de la superficie. Esto ayuda a separar los aceites y la grasa. Las sustancias energéticas de oxígeno creadas en el plasma realizan una segunda acción de limpieza. Estas sustancias, reaccionan con contaminantes orgánicos, para formar principalmente agua y dióxido de carbono que se eliminan continuamente (bombeándose) durante el procesamiento.

Si la parte a limpiar con plasma consiste en materiales fácilmente oxidables como plata o cobre, se utilizan gases inertes como argón o helio. Los átomos e iones activados por plasma se comportan como un chorro de arena molecular y pueden descomponer contaminantes orgánicos. Estos contaminantes son nuevamente vaporizados y evacuados de la cámara durante el procesamiento.

Plasma Cleaning 01 First Stage Schematic Drawing
Plasma Cleaning 02 Second Stage Schematic Drawing
Plasma Cleaning 03 Third Stage Schematic Drawing

La limpieza por plasma es adecuada, por ejemplo:

  • limpieza hiperfina de superficies metálicas
  • preparación de la superficie de plásticos y elastómeros de amp.
  • preparación de superficies y limpieza de productos oftálmicos y de vidrio en general.
  • cerámica
  • eliminar la oxidación de las superficies

Activación de la superficie del plasma para mejorar la adhesión

La activación de la superficie del plasma es efectiva para alterar la superficie de un polímero al unirle grupos químicos polares (en este caso, que contienen oxígeno). Muchos polímeros, en particular las poliolefinas, como el polietileno y el polipropileno, son químicamente inertes y no pueden adherirse fácilmente a otros materiales, mostrando una mala adhesión con tintas, pintura y pegamentos. La razón de esto es la ausencia de grupos funcionales polares y reactivos en su estructura.

La activación de la superficie del plasma hace que muchos polímeros sean receptivos a los agentes de unión y recubrimientos. El oxígeno generalmente se usa como gas de proceso, sin embargo, muchas activaciones de plasma también se pueden llevar a cabo solo con aire ambiente. Las piezas permanecen activas durante unos minutos hasta varios meses, dependiendo del material particular que se haya tratado con plasma. El polipropileno, por ejemplo, todavía puede reprocesarse varias semanas después del tratamiento.

Cómo funciona la activación de la superficie del plasma

La radiación UV y las especies de oxígeno activo del plasma separan los agentes de separación, las siliconas y los aceites de la superficie. Estos son bombeados por el sistema de vacío. Las especies de oxígeno activo (radicales) del plasma se unen a sitios de superficie activos en todo el material, creando una superficie que es altamente "activa" para los agentes de unión.

Plasma Surface Activation 01 First Stage Schematic Drawing
Plasma Surface Activation 02 Second Stage Schematic Drawing
Plasma Surface Activation 03 Third Stage Schematic Drawing

El tratamiento de activación de la superficie del plasma es adecuado, por ejemplo:

  • plásticos y caucho en general
  • plásticos médicos
  • plásticos de electrónica de consumo
  • componentes automotrices
  • componentes aeroespaciales

Recubrimientos de plasma

En el revestimiento con plasma, se forma una capa de polímero a nanoescala sobre toda el área de la superficie de un objeto colocado en el plasma. El proceso de recubrimiento por plasma lleva solo unos minutos. El recubrimiento producido es típicamente menos de 1/100 de grosor de un cabello humano, incoloro, inodoro y no afecta la apariencia del material de ninguna manera. También es un recubrimiento permanente, ya que está unido a la superficie del material a escala atómica

Los recubrimientos de plasma son una de las áreas más interesantes de la tecnología de plasma, ya que ofrecen un enorme potencial para mejorar la función y el valor de un material en una amplia gama de aplicaciones. Ofrecen dos categorías principales de propiedades de superficie: repelente totalmente líquido (agua y aceite) o totalmente humectable.

Cómo funciona el revestimiento de plasma

Los monómeros líquidos se introducen con el gas de alimentación de plasma. Los monómeros son moléculas pequeñas que, en las condiciones correctas, se unirán para formar polímeros. Los plasmas crean las condiciones adecuadas en la superficie del material para que esto suceda de manera rápida y eficiente. Se utilizan diferentes monómeros para producir superficies hidrofóbicas e hidrofílicas de forma permanente.

Plasma Coating 01 First Stage Schematic Drawing
Plasma Coating 02 Second Stage Schematic Drawing
Plasma Coating 03 Third Stage Schematic Drawing

El recubrimiento de plasma es adecuado, por ejemplo:

  • plásticos y caucho en general
  • textiles de rendimiento
  • medios de filtración
  • metales, vidrio, cerámica y materiales compuestos
  • plásticos médicos
  • plásticos de electrónica de consumo
  • componentes automotrices
  • componentes aeroespaciales

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