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Forschungsprojekt "PlasmaConstant"

(Förderkennzeichen: 21264 BG, Laufzeit: 01.01.2021 - 31.12.2022)

Kalte Plasmajets bei Atmosphärendruck werden industriell zur Feinreinigung, Aktivierung und Beschichtung in nahezu allen Wirtschaftszweigen eingesetzt. Eine der größten Herausforderungen ist dabei ein konstantes (homogenes) Behandlungsergebnis an Bauteilen mit komplexer Geometrie zu erreichen. Die kritischen Stellen sind dabei u.a. Kanten, Eckpunkte oder Überlappbereiche, an denen nicht konstante Strömungsverhältnisse auftreten. Die Fälle mit komplexer Geometrie stellen den Regelfall im technischen Alltag dar. Insbesondere der Beschichtungsbereich mit hohen Anforderungen an eine gleichmäßige Schichtdicke über den gesamten Behandlungsbereich ist davon betroffen. Beispielhaft können hier farbige Interferenzschichten im Medizinbereich oder extrem dünne haftvermittelnde Schichten als Primer-Ersatz für Klebungen im Leichtbau genannt werden.

Das Ziel des IGF-Projekts „Beschichtung komplexer Bauteile mit Atmosphärendruck-Plasmadüsen“ („PlasmaConstant“), ist es, die Behandlung komplexer Bauteile mit Plasmajets besser planbar und einsetzbar machen, die Unsicherheit beim Einsatz zu verringern und die Homogenität zu erhöhen.

Dazu wird das Vorhaben in einem komplementären Ansatz durch das  Fraunhofer IFAM und das  INP Greifswald bearbeitet. Im Vordergrund stehen dabei experimentelle und strömungstheoretische Untersuchungen zur Entwicklung homogener Strömungsverhältnisse durch Optimierung der Plasmajet-Bewegung und -Orientierung relativ zum Substrat.

Der Atmosphärendruck-Plasmatechnik soll damit zum Durchbruch bei der Behandlung von komplexen Geometrien verholfen und generell die Homogenität bei der Behandlung verbessert werden. Dies betrifft insbesondere den Beschichtungsbereich, in dem zahlreiche Anwendungen mit komplexen Geometrien wegen der genannten Gründe nicht realisiert werden können. Für die Hersteller von Plasmaanlagen (ausschließlich KMU) ergeben sich dadurch neue Marktpotentiale und die Anwender (ca. 50% KMU-Anteil) können vakuumbasierte Prozesse oder nasschemische Prozesse durch das umweltfreundlichere und kostengünstigere Atmosphärendruck-Plasma ersetzen.

Das IGF-Forschungsvorhaben (21264 BG) der Forschungsvereinigung DFO e.V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.