Plasma statt Chemikalien

Heiß-aktives Plasma beseitigt organische Verschmutzungen punktgenau, schnell und umweltfreundlich von Metall, Kunststoff, Glas und Keramik Oberflächen. (Foto: Fronius International GmbH) / Hot active plasma removes organic residues from metal, plastic, glass, and ceramic surfaces precisely, quickly, and without harming the environment. (Copyright to photos: Fronius International GmbH)

Heiß-aktives Plasma beseitigt organische Verschmutzungen punktgenau, schnell und umweltfreundlich von Metall, Kunststoff, Glas und Keramik Oberflächen. (Foto: Fronius International GmbH) / Hot active plasma removes organic residues from metal, plastic, glass, and ceramic surfaces precisely, quickly, and without harming the environment. (Copyright to photos: Fronius International GmbH)

Das Acerios-System ist platzsparend und lässt sich einfach in automatisierte Systeme und Produktionslinien integrieren. (Foto: Fronius International GmbH) / The Acerios system is compact and can be easily integrated into automated systems and production lines. (Copyright to photos: Fronius International GmbH)

Das Acerios-System ist platzsparend und lässt sich einfach in automatisierte Systeme und Produktionslinien integrieren. (Foto: Fronius International GmbH) / The Acerios system is compact and can be easily integrated into automated systems and production lines. (Copyright to photos: Fronius International GmbH)

Maria Laure, MSc; Prozess- und Anwendungstechnik Oberflächentechnologie, Fronius International GmbH (Foto: Fronius International GmbH) / Maria Laure; Process and Application Engineering Surface Technology, Fronius International GmbH (Copyright to photos: Fronius International GmbH)

Sauberkeit ist in der Produktion ein maßgebliches Kriterium: Damit unterschiedliche Prozess-Schritte korrekt durchgeführt werden können, müssen Verunreinigungen am Bauteil vorab entfernt werden. Wichtig wird das etwa vor dem Kleben und Dichten, Lackieren und Bedrucken, sowie Löten und Schweißen. Das Acerios-System von Fronius ermöglicht mittels Plasmatechnologie eine besonders umweltschonende und wirtschaftliche Oberflächenreinigung.

Um zum Beispiel im Karosseriebau einzelne Aluminiumbauteile mittels Punktschweißen zu einer Seitenwand verbinden zu können, muss die Oberfläche der Bleche von Fremdpartikeln oder Schmutzfilmen befreit werden. Schwerwiegende Bindefehler wären ansonsten möglich.

Chemische Reinigung: Umweltrisiko und Aufwand

Bislang setzte die Automobilindustrie hier auf chemische Reinigungsverfahren. Jedoch ist die Nutzung, Lagerung und Entsorgung der notwendigen Chemikalien nicht nur kostenintensiv, sondern auch problematisch hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit. Darüber hinaus sind derartige Reinigungsprozesse an strenge Sicherheits-Auflagen gebunden.

Hinzu kommt, dass fast das gesamte Bauteil in die Chemikalien eingetaucht werden muss – eine punktgenaue Reinigung ist demnach nicht möglich. Alles in allem handelt es sich daher um einen aufwändigen sowie kostspieligen Prozess.

Plasma als nachhaltige und effiziente Alternative

Eine von Fronius entwickelte Technologie schafft nun Abhilfe: Heiß-aktives Plasma beseitigt Verschmutzungen punktgenau, schnell und wirksam. Der Anwendungsbereich erstreckt sich dabei von Aluminium und Stahl, über Kunststoff, bis hin zu Glas und Keramik. Das Acerios-System erzeugt hierfür eine Plasma-Flamme mit bis zu 1.000 Grad Celsius. Ein Roboter führt den Brenner mit Geschwindigkeiten von etwa 6 Metern pro Minute über die Oberfläche.

Je nach Anforderung können so gesamte Flächen oder aber gezielt einzelne Bereiche behandelt werden. Das hat eine deutliche Effizienzsteigerung zur Folge: Statt so sauber wie möglich, reinigt Acerios punktgenau so sauber wie nötig. Das hat eine unmittelbare Ressourcenschonung zur Folge. Umweltfreundlich wird die Technologie einmal mehr, da sie ohne schädliche Reinigungszusätze auskommt.

Fronius entwickelt Atmosphärendruckplasma

Durch den Einsatz von Plasma in der Schweißtechnik verfügt Fronius über umfangreiches Knowhow in diesem Bereich. Seit fast zehn Jahren forscht das Unternehmen zudem parallel an Anwendungsmöglichkeiten von Plasma in der Oberflächenbehandlung. Den Schlüssel hierzu fand man schließlich in der Erzeugung von Atmosphärendruckplasma, einem gasförmig heißen sowie energiereichen Gemisch aus Atomen, Molekülen, Ionen und freien Elektronen.

Trifft das heiß-aktive Plasma auf Oberflächen, reinigt der Gasstrom einerseits mechanisch. Andererseits lösen das Plasma sowie die entstehende Hitze einen chemischen Prozess aus. Diese Kombination aus chemischem als auch mechanischem Prozess beseitigt organische und filmische Verschmutzungen zuverlässig.

Einfache Integration und Systemaufbau

Das Acerios-System besteht aus wenigen Komponenten:

- einem Plasma-Brenner mit aktiver Kühlung
- einer Stromquelle mit einem Leistungsbereich von 35 bis 200 Ampere
- einem Industrie-Roboter, der den Brenner führt
- einer aktiven Prozessgas-Regelung
- einem Kühlsystem, das je nach Betriebs-Art (von Spot- bis Dauerbetrieb) unterschiedlich leistungsstark ausfällt

Das System ist platzsparend und lässt sich durch verschiedene Interface-Varianten sehr einfach in automatisierte Systeme und Produktionslinien integrieren. Vordefinierte Jobeinstellungen reduzieren die Einarbeitungsphase und machen das Gerät intuitiv bedienbar. So bietet Acerios eine einfache, kostengünstige und umweltschonende Technologie zur Bauteil-Reinigung.