In-Line Produktionskontrolle für Plasma- und Beschichtungsprozesse

Die Optische Emissionsspektroskopie gestattet eine in-situ-Messung im laufenden Plasma-Prozess ohne dessen Beeinflussung. Durch Plasma-Spektral-Analyse und Plasmamonitoring, d.h. die Sofort-Auswertung der Spektraldaten, wird eine Prozesskontrolle und Prozessregelung zur Qualitätssicherung von Atmosphärendruckplasma-Technologien realisiert.

Die Veredelung von Werkstoffoberflächen spielt eine wichtige Rolle zur Verbesserung von Materialeigenschaften, der Optimierung von Fertigungsprozessen und dem sparsamen Einsatz von Rohstoffen. Dabei haben sich in den vergangenen Jahren Oberflächenfunktionalisierungen durch den Einsatz von Plasma in vielen Bereichen der Wirtschaft fest etabliert. Sie zeichnen sich durch vergleichsweise hohe Energie- und Rohstoff-Effizienz und Umweltverträglichkeit aus.

Neben den Niederdruckplasmen setzen sich heute auch zunehmend Technologien mittels Atmosphärendruckplasma durch. Die hier gegebene einfache Integrierbarkeit in Produktionsabläufe durch den Wegfall von Unterdruck-Reaktionsräumen und im Vergleich zu Niederdruck-Anlagen geringen Investitionskosten sprechen genau so für die neue Technologie wie die Erweiterung der Vielzahl der Werkstoffe, für die dieses Verfahren eingesetzt werden kann. Temperaturempfindliche und ausgasende Materialien können bearbeitet werden, die Größe der Werkstücke ist nicht mehr durch die Dimensionen der Vakuumkammer begrenzt.

Für eine Absicherung der Produktqualität im Herstellungsprozess sind Prozessüberwachungen und Qualitätskontrollen unverzichtbar. Hier besteht für die Technologien mittels Atmosphärendruckplasma noch erheblicher Entwicklungsbedarf.

INNOVENT, PLASUS und SURA Instruments haben ein marktreifes Verfahren zur Kontrolle und Steuerung von Prozessen zur Oberflächenmodifizierung mittels Plasmen bei Normaldruck entwickelt. Im Rahmen der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Projekte wurden die Grundlagen für eine kontrollierte Stabilisierung der Plasma-Prozesse gelegt. Dabei wird der Prozess nicht gestört. Die Steuerung bzw. Regelung kann ohne Zeitverlust erfolgen.

Folgende Vorteile dieses Verfahrens ermöglichen eine Erhöhung der Prozess-Sicherheit:
• berührungslose Messung ohne Prozess-Beeinflussung
• Echtzeit-Messung direkt im Prozess
• rechner-gestützte Sofort-Auswertung und
• laufende Prozessregulierung
Außerdem ergibt sich eine Senkung von Ausschuss und Reklamationen sowie die Einsparung natürlicher Ressourcen und die Verbesserung der ökologischen Nachhaltigkeit.

INNOVENT e.V. Technologieentwicklung ist eine wirtschaftsnahe Forschungseinrichtung aus Jena, die Forschungsleistungen in den Bereichen Oberflächen, Werkstoffe und Systeme erbringt. Funktionalisierungen von Oberflächen durch Aktivierung oder Beschichtung mit Hilfe von Plasmen und Flammen bilden eine der Kernkompetenzen in der industrienahen Forschungsarbeit. Seit mehr als 15 Jahren arbeitet INNOVENT an der Entwicklung von Plasma-Oberflächenfunktionalisierungen unter Normaldruck. SURA Instruments beschäftigt sich mit der industriellen Umsetzung des Pyrosil®verfahrens durch Entwicklung, Bau und Vertrieb von Sondermaschinen, Geräten und Materialien zur Vorbehandlung und Funktionalisierung von Oberflächen durch Flammen- oder Plasmaverfahren. PLASUS ist einer der weltweit führenden Hersteller von spektroskopischen Plasmamonitorsystemen für den industriellen Einsatz. Die Systeme von PLASUS werden vielseitig eingesetzt, z.B. zur Prozessentwicklung, zur Qualitätskontrolle von Beschichtungsprozessen und zur Prozessregelung von Großflächenbeschichtungen.

Ansprechpartnerin:
Dr. Kerstin Horn, Tel. 03641 282554, E-Mail kh1@innovent-jena.de