Trockenes Beschichtungsverfahren Kunststoffe umweltverträglich metallisieren und beschichten

Das trockene Beschichtungsverfahren Plasmadust macht galvanische Prozesse überflüssig.

Die Plasmadust-Technologie von Reinhausen Plasma ermöglicht es, Kunststoffe direkt zu metallisieren und zu beschichten. Zur Schichtabscheidung nutzt das trockene Verfahren einen kalt-aktiven Atmosphärendruck-Plasmaerzeuger sowie Mikro- und Nanopulver.

Das spart im Vergleich zu herkömmlichen Metallisierungs- und Beschichtungsverfahren nicht nur zahlreiche Prozessschritte ein, die Metallisierung/Beschichtung erfolgt komplett ohne umweltbelastende Lösemittel, Oberflächenaktivierungs-, Reinigungs- und Trockenprozesse, also VOC-frei.  Häufig benötigen Bauteile aus Kunststoff, beispielsweise 3D-MIDs, Handyschalen, Notebookgehäuse, RFID-Transponder und Flexboards für ihre Funktion eine Metallisierung oder Beschichtung, etwa als Barriereschicht, zur Verbesserung der Gleiteigenschaften oder der Abriebfestigkeit.  Im Vergleich zu anderen Metallisierungs- und Beschichtungsverfahren erfordert die Plasmadust-Technologie weniger Prozessschritte und lässt sich in inline in bestehende Produktionsprozesse integrieren. Galvanische Prozesse oder Laserarbeitsschritte zur Strukturierung entfallen.  

Materialschonende Metallisierung/Beschichtung durch kaltaktives Atmosphärendruckplasma

Für die Metallisierung beziehungsweise Beschichtung setzt das Regensburger Unternehmen den Plasmaerzeuger Plasmabrush PB2 ein, der unter Atmosphärendruck arbeitet. Die Erzeugung des Gasplasmas erfolgt bei diesem System nach dem Inverterprinzip durch eine hochwirksame, direkte Gasentladung. Dabei entsteht ein kaltes, nicht-thermisches Plasma mit einer Temperatur je nach Düse zwischen 120 und 250 °C unter Umgebungsbedingungen. Dieser Wert liegt deutlich unter dem von konventionellen, »kalten« Atmosphärendruckplasmen und garantiert eine substratschonende Behandlung.
Das Beschichtungspulver, beispielsweise Kuper, Gold, Zinn und Metall-Legierungen sowie Mischsysteme wie Bornitrid/Teflon, mit einem Korndurchmesser von 100 nm bis 20 µm wird dem Plasma kontinuierlich zugeführt. Eine speziell entwickelte Zerstäuber-/Fördertechnologie gewährleistet dabei, dass dies agglomeratfrei erfolgt. Dies sorgt in Kombination mit dem einstellbaren, gleichmäßigen Partikelfluss für homogene und reproduzierbare Schichtdicken zwischen 1 und 1000 µm. Die Prozessgeschwindigkeit liegt bei bis zu 150 Metern pro Minute.

Aktivieren und metallisieren in einem Prozessschritt

Um die Haftfähigkeit metallischer Schichten auf Kunststoffen zu verbessern, ist meist eine Oberflächenaktivierung erforderlich. Häufig kommt dafür ein Atmosphärendruckplasma zum Einsatz. Dieser separate Behandlungsschritt lässt sich mit dem Plasmadust-Verfahren in den Metallisierungs-/Beschichtungsprozess integrieren. Denn die Steuerung des Systems kann so programmiert werden, dass zunächst die Aktivierung der Oberfläche durch den Plasmastrahl erfolgt und danach Pulver zugeführt und beschichtet wird.

Durch die einfache Prozessführung, die Verkürzung der Prozessketten und den geringen Platzbedarf bietet das Plasmadust-Verfahren bei der Metallisierung/Beschichtung von Kunststoffen einerseits ein enormes Rationalisierungspotenzial. Andererseits ermöglicht es Herstellern von Kunststoffbauteilen und Unternehmen, die eine Metallisierung/Beschichtung bisher extern haben durchführen lassen, eine zusätzliche Wertschöpfung in ihren Produktionsprozess zu integrieren.