Atmosferik-basınç plazma uygulamasıyla yapıştırma süreçlerinin en iyi duruma getirilmesi
Openair adıyla yenilikçi bu plazma teknolojisine ilişkin çok yönlü uygulamalar oldukça az sınır tanır. Ambalaj sektöründe kutu yapıştırma veya enjeksiyon kalıplama teknolojisi, otomobil parçalarının boyanması, alüminyum bileşenlerin veya EPDM profillerinin yüzey işlemi, elektronikte mikro temizlik veya otomotiv mühendisliğinde, gemi inşasında ve uçak yapımında yaygın kullanımı olan çevre dostu bir yüzey hazırlama teknolojisidir.
Elektriksel olarak nötr olan Openair (Açık hava) plazma ışını, çeşitli alanlar üzerinde mikro ölçekte temizlik, yüksek aktivasyon ve seçici bir nano kaplama imkanı sağlamaktadır.
Maddenin 4. hali olan Plazma
Plazma oldukça basit bir fizik kuralına dayanmaktadır. Enerjiye ilişkin bir girdinin sonucu olarak, maddenin hali değişmektedir: katı sıvı hale gelmekte ve sıvı ise gaz haline dönmektedir. Gaz haline daha fazla enerjinin sağlanması durumunda iyonlaşmaktadır. Örneğin, elektronlara daha fazla kinetik enerji verilmekte ve kendi atom kabuklarını terk etmektedirler. Serbest elektronlar, iyonlar ve moleküler parçalar oluşmaktadır. Plazma üretilmektedir. Ancak, kendi dengesizliği nedeniyle, söz konusu bu maddenin dördüncü hali normal atmosferik basınçta oldukça seyrek bir şekilde kullanılabilmektedir.
1995 yılında Almanyada, Plasmatreat GmbH tarafından geliştirilen ve patenti alınan Openair atmosferik-basınç plazma teknolojisi yeni fırsatların yolunu açmıştır. Plazma jetlerinin geliştirilmesi ve kullanımı ile söz konusu bu maddenin hali – endüstride bu zamana kadar oldukça seyrek bir şekilde kullanılan – üretim süreçlerinin içinde entegre edilmesi mümkün hale getirilmiş olup, böylece malzemelere ait olan yüzeylerin ön işlemi için normal atmosferik koşullar altında plazmanın endüstride kullanımını sağlamaktadır. Yüzeylerle temas halinde sağlanan ilave enerji bunlara aktarılmakta olup, böylece takip eden reaksiyonlar için kullanılabilir durumdadır. Bu sayede, kaplama, baskı, yapıştırma için ideal şartları bulunan yüzeyler üretilmektedir. Teknoloji, üç işlem ile nitelendirilmektedir: plazma ışını seçici oksidasyonla yüzeyleri aktifleştirmekte; bunları aynı zamanda deşarj etmekte ve mikro ölçekte bir temizlik gerçekleştirmektedir. Öncül gaz (precursor) eklenmesi suretiyle ayrıca nano kaplama içinde kullanılmaktadır.
Elektriksel olarak nötr olan plazma ışını
Kendi uygulama alanını büyük ölçüde genişleten ve basitleştiren plazmanın elektriksel olarak nötr olması belirgin bir özelliktir. Yoğunluğu oldukça yüksek olup, 100 m/dakikanın bir kaç katı uygulama hızı elde edilebilir. Uygulama esnasında plastik yüzeye ait olan ısıdaki normal artış bu durumda ∆T < 20 °C ye varmaktadır. Aynı zamanda söz konusu bu ön işlem, son yıllarda meydana gelen kendisine ait olan dünya çapındaki yaygınlığını tek bir özelliğine borçlu değildir: enjeksiyon kalıplama veya baskı makinesi içinde, tutkallama veya boyama ünitesi içinde kullanılsın veya kullanılmasın – bu amaç için başvurulan jet sistemleri robot uyumlu olup, yeni veya halihazırda mevcut olan üretim hattında aynı doğrultuda her zaman entegre edilebilir.
Yüzeylerin aktifleştirilmesi ve temizlenmesi
Plazma ışını oluştuktan sonra jet çıkışına odaklanmakta ve yüzey ile temasında kendi enerjisini bırakmaktadır. Plazmanın kurulumuna ilişkin en önemli bileşenler, plazma jetleri ve jeneratörleridir. Plazma jeti içinde, atmosferik-basınç plazması yüksek voltajlı deşarjla üretilmektedir. Deşarj yolu boyunca yönlendirilen hava akımı plazmaya ait olan parçaları izole etmekte ve bunları işleme tabi tutulacak olan malzemenin yüzeyine doğru jet başlığı vasıtasıyla aktarmaktadır. Jet, elektrik yüklü olan plazma akımına ait bu maddeleri içinde tutmaktadır. İlave olarak, ortaya çıkan ışına ait geometriyide belirlemektedir.
Plastikler yüzeyler, kendilerine ait olan uzun polimer zincirlerinin düşük yüzey gerilimi olması ve sadece oldukça az fonksiyonel gruplara sahip olmaları veya bu grupların hiç olmaması sebebiyle genellikle kimyasal olarak inörttür. Sonuç itibariyle yapıştırılmaları, boyanmaları veya kaplanmaları oldukça zordur. Plazma ışını içinde bulunan iyonlar ve serbest elektronlar, polimerin yüzeyine yönelik olarak nitrojenin ve oksijenin bağlanmasına neden olurlar. OH ve NH gibi fonksiyonel gruplar oluşturulmaktadır. Bu sayede plazma, oksidasyon süreciyle yüzeyi etkinleştirmektedir. Plasmatreat GmbH, İstanbulda MEA Bölgesi Başkan Yardımcısı olan Hakan Sağkal yüzeyin aktifleştirilmesinin -yani yüzey enerjisinin yükseltilmesinin – yapıştırma işleminde oldukça fazla olumlu bir etkisi bulunmakta olduğunu ifade etmektedir. Süreç aşırı derecede güvenilir olup, metal, plastik, seramik ve cam yüzeyler üzerinde uygulanabilir.
Yüzey hazırlama
Otomotiv sanayinde ön far lambalarının yapıştırma prosesinde atmosferik-basınç plazma ön işlemi genellikle flamaj yönteminin yerini almaktadır. Burada işlem sıkı ve sağlam, yapışmayı garanti etmekte olup, böylece rutubetin nüfuz etmesine karşı sızdırmazlık sağlamaktadır. Poliüretandan imal edilen airbaglerde ön işlem sonrasında sadece garantili yapıştırma değil ayrıca enjeksiyon sürecinden arta kalan kalıp ayırıcı kalıntıları tamamen plazmayla temizlenmektedir.
Modern ürünlere yüksek nitelikli kaplamalar gerekir
Bir müşteri için yüksek teknolojiye sahip bir boyanın dökülmesinden daha fazla rahatsız edici hiç bir şey yoktur. Özellikle otomotiv mühendisliğinde oldukça fazla miktarda boya ve kaplama işlemi bulunmakta olup, lazer işleme sembollü anahtarlar, yüksek parlaklıkta trim şeritleri ve kapakları, çizilmeye karşı dayanıklı gösterge pencereleri ve ışıklı kadranlar, havalandırma ızgaraları veya torpido gözü tutamakları. Arabaların içinde yer alan plastik parçalar bile şimdi oldukça pahalı boyama katları ile sağlanmaktadır. Burada plazma teknolojisi hem yapıştırma hem de boyama için ön işlem olarak kullanılabilir. Bu örnek olarak BMW ve Rolls Royce tarafından üretilen araçlarda kullanımdadır.
Günümüzde mobil telefonların boyalı yüzeyleri yüksek ilgi çekmektedir. Boyanın kusursuz olması gerekmekte ve hiçbir şart altında kontamine olmamalıdır. Yuvalar üzerinde yer alan zorlukla görülebilen toz zerreciği bile genel itibarla müşteriler tarafından kabul edilmeyecek olan göze hoş görünmeyen pürüzle sonuçlanacaktır. Elektrostatik etkiler burada toz zerreciklerinin yapışması için başlıca nedendir. Mobil telefon endüstrisinde oldukça iyi tanınan tedarikçiler çok uzun zaman önce söz konusu bu gereksinime karşılık vermiştir. Seri üretimde mobil telefon yuvalarının temizlenmesi için yüksek verimlilikte temizlemeye imkân sağlayan hatlar kurmuşlardır.Boyama öncesi rotasyonlu plazma jetler plastik yüzeyleri yüksek verimlilikle temizlemektedir. Bu sayede kullanıcılar hurda oranlarını %12den %5in altına düşürmeyi başarmışlardır.
Sonuç
Openair Plazma yüzey ön işlem tekniğinin çok yönlü kullanımı oldukça az sınır tanır.Yönteme ilişkin en önemli avantajlar, üretim sürecinde sağlamakta olduğu güvenilirlik ve kalitedir. Buna bağlı olarak, örneğin beklentilerin oldukça yüksek olduğu bilinen motorlu taşıt üreticilerinin gereksinimleri karşılanabilir. Ayrıca, üretim sürecine basit bir şekilde entegre edilebilir ve geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında daha yüksek ekonomik verimlilik mobil telefon yuvalarının temizlenmesi için çevre üzerinde tamamen hiçbir yan etki bulunmadan gerçekleştirilmektedir.
Yazar:
Inès A. Melamies-serbest gazeteci,
Bad Honnef, Almanya, im@bluerondo.de
Ãœretici firma iletiÅŸim bilgileri:
Plasmatreat GmbH Türkiye
Yetkili: Hakan SaÄŸkal
Telefon: +90 216 456 92 72
info@plasmatreat.com.tr
www.plasmatreat.com.tr
Ä°lgili
Haberler
.gif)
