類別:等離子清洗機應用
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● 噴射出的等離子體流為中性,不帶電,可以對各種高分子、金屬、橡膠、PCB電路板等材料進行表面處理;
● 提高塑料件粘接強度,例如PP材料處理后可提升數倍,大部分塑料件處理后可使表面能量達到 70m達因以上;● 等離子體處理后表面性能持久穩定,保持時間長;
● 干式方法處理無污染,無廢水,符合環保要求;
● 可以在生產線上在線運行處理,無須低壓真空環境,降低成本。
● 自動化程度高。
● 完美配合客戶自動化設備。● 后置急停接口,遠程控制端口。
● 機箱小巧輕便,利于安裝擺放。
【等離子清洗機應用及原理】
一、金屬表面去油及清潔
金屬(shu)表(biao)面常常會有油脂(zhi)、油污等(deng)有機物及氧化層,在進(jin)行(xing)濺射、油漆、粘(zhan)合、健合、焊接、銅焊和(he)PVD、CVD涂覆前,需要用等(deng)離子(zi)處(chu)理來(lai)得到完全潔凈和(he)無氧化層的表(biao)面。 在這種情況下的等(deng)離子(zi)處(chu)理會產生(sheng)以下效果(guo):
1.1灰化表面有機層
-表面會受到化學(xue)轟擊(氧 下圖)
-在真空和(he)瞬時高溫狀態下,污染物(wu)部分(fen)蒸發
-污染物在高能量離子的(de)沖(chong)擊下被擊碎(sui)并被真空帶出
-紫外輻射破(po)壞污染物
因為等離子(zi)處理每秒只能穿透(tou)幾(ji)個(ge)納米的厚度,所以(yi)污染層不能太厚。指紋也適用。
1.2氧化物去除
金屬氧化(hua)(hua)物(wu)會與處理氣體(ti)發生化(hua)(hua)學反應(下圖)
這(zhe)種處理(li)(li)要采用(yong)氫(qing)氣(qi)或者氫(qing)氣(qi)與氬(ya)(ya)氣(qi)的混合(he)物(wu)。有時也采用(yong)兩步處理(li)(li)工藝。第(di)一(yi)步先用(yong)氧氣(qi)氧化表面(mian)5分鐘,第(di)二步用(yong)氫(qing)氣(qi)和氬(ya)(ya)氣(qi)的混合(he)物(wu)去除氧化層。也可以(yi)同時用(yong)幾(ji)種氣(qi)體進行處理(li)(li)。
1.3焊接
通常,印(yin)刷(shua)線路板在焊(han)接前要(yao)用化學助焊(han)劑處理。在焊(han)接完成后這些化學物質必(bi)須采用等(deng)離子方法去(qu)除(chu),否(fou)則(ze)會帶來腐蝕等(deng)問題。
1.4鍵合
好的(de)(de)(de)(de)鍵合常常被電鍍(du)、粘合、焊(han)接操(cao)作(zuo)時的(de)(de)(de)(de)殘留物(wu)削弱,這些殘留物(wu)能夠(gou)通(tong)過等離子(zi)方法(fa)有(you)選擇地去除。同(tong)時氧(yang)化層對鍵合的(de)(de)(de)(de)質量也是有(you)害的(de)(de)(de)(de),也需要進行等離子(zi)清潔(jie)。
二、等離子刻蝕
在(zai)等離子(zi)刻(ke)蝕(shi)(shi)過程(cheng)中(zhong),通過處理氣(qi)(qi)(qi)體的作(zuo)用,被刻(ke)蝕(shi)(shi)物會變成氣(qi)(qi)(qi)相(例如在(zai)使用氟(fu)氣(qi)(qi)(qi)對硅刻(ke)蝕(shi)(shi)時,下圖)。處理氣(qi)(qi)(qi)體和基體物質(zhi)被真空泵抽出,表面連續被新鮮的處理氣(qi)(qi)(qi)體覆(fu)蓋(gai)(gai)。不希望被刻(ke)蝕(shi)(shi)部分要使用材(cai)料覆(fu)蓋(gai)(gai)起來(例如半導體行(xing)業用鉻做覆(fu)蓋(gai)(gai)材(cai)料)。
等離子方法(fa)也用于刻(ke)蝕塑(su)料表(biao)面,通(tong)過(guo)氧(yang)氣可以(yi)灰化填充混合物,同時(shi)(shi)得到(dao)分(fen)(fen)布分(fen)(fen)析情況。刻(ke)蝕方法(fa)在塑(su)料印刷和粘合時(shi)(shi)作(zuo)為預處理手段是十分(fen)(fen)重(zhong)要的,如POM 、PPS和PTFE。等離子處理可以(yi)大(da)大(da)地增加粘合潤濕面積。
三、刻蝕和灰化
PTFE刻蝕
PTFE在(zai)未做處理的(de)情況下不(bu)能印刷或粘(zhan)合。眾所周知,使用活躍的(de)堿性金(jin)屬可以增(zeng)強粘(zhan)合能力,但是這種方法不(bu)容易掌握,同時(shi)溶液是有毒的(de)。使用等離(li)子方法不(bu)僅(jin)僅(jin)保護環境,還能達到更好效果。(下圖)
等離子結構可(ke)以使表面最大化,同(tong)時(shi)在表面形成一(yi)個活性層(ceng),這樣塑料就(jiu)能(neng)夠進行粘合、印刷(shua)操作。
PTFE混合物的刻蝕
PTFE混合物(wu)的刻(ke)蝕必(bi)須十分(fen)仔細地進(jin)行(xing),以免填(tian)充物(wu)被過(guo)度暴露,從而削(xue)弱粘合力。
處理氣體可以是氧(yang)氣、氫氣和氬氣。可以應用于PE、PTFE、TPE、POM、ABS和丙烯。
四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清潔
塑料(liao)(liao)、玻璃(li)、陶(tao)瓷(ci)與聚丙烯、PTFE一樣(yang)是沒有極性的,因此這些(xie)材(cai)料(liao)(liao)在印刷、粘合、涂(tu)覆前要進行處(chu)(chu)理。同時,玻璃(li)和(he)陶(tao)瓷(ci)表(biao)面(mian)的輕微金(jin)屬污染也可以用等離子方(fang)法清潔(jie)。等離子處(chu)(chu)理與灼燒處(chu)(chu)理相比不(bu)會(hui)損害樣(yang)品。同時還可以十分均勻地處(chu)(chu)理整個表(biao)面(mian),不(bu)會(hui)產生有毒(du)煙氣(qi),中(zhong)空和(he)帶縫隙的樣(yang)品也可以處(chu)(chu)理。
· 不(bu)需要用溶劑進(jin)行預(yu)處(chu)理
· 所有的塑料都能應用
· 具(ju)有(you)環(huan)保意義
· 占用很(hen)小工作空(kong)間(jian)
· 成(cheng)本低廉
等離子表面處理的效果可以簡單地用水來驗證,處理過的樣品表面完全被水潤濕。長時間的等離子處理(大于15分鐘),材料表面不但被活化還會被刻蝕,刻蝕表面具有潤濕能力。常用的處理氣體為:空氣、氧氣、氬氣、氬氫混合氣體、CF4等
五、等離子涂鍍
聚合
在涂(tu)鍍中兩種氣體(ti)同時(shi)進入反應(ying)(ying)艙(cang),氣體(ti)在等(deng)離子環境下(xia)匯聚(ju)合。這種應(ying)(ying)用(yong)比活化和清潔(jie)的(de)要求(qiu)要嚴格(ge)一(yi)些(xie)。典型的(de)應(ying)(ying)用(yong)是保護層(ceng)的(de)形成,應(ying)(ying)用(yong)于燃料容器、防刮表面、類(lei)似PTFE材(cai)質的(de)涂(tu)鍍、防水涂(tu)鍍等(deng)。涂(tu)鍍層(ceng)非(fei)常薄,通(tong)常為(wei)幾個微米,此時(shi)表面的(de)親和力非(fei)常好。 常用(yong)的(de)有3種情況
· 防水涂(tu)鍍—環己物
· 類似(si)PTFE材質的涂(tu)鍍---含氟處理氣體
· 親水涂鍍(du)---乙烯醋酸
小型(xing)等離(li)子清洗機(ji)具有(you)成本低廉、操(cao)作靈活的特點(dian), 與動輒(zhe)十幾萬(wan)美元(yuan)的大(da)型(xing)產品相比(bi)小型(xing)等離(li)子清潔(jie)小型(xing)機(ji)具有(you)以下優(you)點(dian):
1、可以更靈活地(di)(di)操(cao)作,簡便(bian)地(di)(di)改變處(chu)理氣體的種類和處(chu)理程序。
2、不會對人員的身體造成任何傷害。
3、其(qi)成(cheng)本(ben)對于等離子處(chu)理方法來說是微(wei)不足道(dao)的。
小型等(deng)離子(zi)設備廣(guang)泛(fan)應用于等(deng)離子(zi)清洗和(he)表面改性等(deng)場合(he)。通過其(qi)處理,能夠(gou)改善(shan)材料(liao)(liao)的潤濕能力(li),使多種材料(liao)(liao)能夠(gou)進行涂覆、鍍等(deng)操作,增強粘(zhan)合(he)力(li)、鍵(jian)合(he)力(li),同時(shi)去除有機污(wu)染物、油(you)污(wu)或油(you)脂。
其具(ju)體應用包括:
1、塑料、玻(bo)璃和陶瓷表面(mian)活化
玻璃、陶(tao)瓷和塑料(如聚(ju)丙(bing)烯、PTFE等)基本上是(shi)沒有極性(xing)的,因此這些材料在(zai)進(jin)行粘合、油漆和涂覆之前要進(jin)行表面活化處(chu)理。
2、金屬(shu)去油及清(qing)潔
金屬表(biao)面(mian)常常會有(you)油脂(zhi)、油污等有(you)機物及(ji)氧化層,在進行濺(jian)射、油漆(qi)、粘(zhan)合(he)、健(jian)合(he)、焊(han)接、銅焊(han)和(he)PVD、CVD涂覆前,需要(yao)用等離子處(chu)理來得(de)到完全潔凈和(he)無氧化層的表(biao)面(mian)。
焊接(jie)操作前:通常印刷(shua)線路板(ban)在焊接(jie)前要用化(hua)學(xue)助焊劑處理。在焊接(jie)完成(cheng)后這些化(hua)學(xue)物質必須(xu)采(cai)用等(deng)離(li)子方法去除(chu),否則會帶來(lai)腐蝕等(deng)問題。
鍵合(he)操(cao)作前:好的(de)(de)鍵合(he)常(chang)常(chang)被電(dian)鍍、粘(zhan)合(he)、焊(han)接操(cao)作時的(de)(de)殘(can)留物(wu)削弱,這些殘(can)留物(wu)能(neng)夠通過等離子(zi)方法(fa)有(you)選擇地去除。同時氧化層對鍵合(he)的(de)(de)質(zhi)量也(ye)是有(you)害的(de)(de),也(ye)需要進行(xing)等離子(zi)清潔。
特 點:
· 操作簡便、成(cheng)本(ben)低廉(lian)
· 高(gao)效真空(kong)電極
· 氣(qi)體流(liu)量(liang)通過(guo)流(liu)量(liang)計和針閥實現精(jing)確控(kong)制
· 功率(lv)可在200W以(yi)內調(diao)節控(kong)制(完全能夠能夠滿足清潔需要,200W以(yi)上功率(lv)用(yong)于(yu)刻蝕)
· 自動阻抗匹配
· 自由設置參數:處理時間(jian)、功(gong)率、氣體、壓(ya)力
· 安全保護功能:真(zhen)空觸發(fa)、艙門鎖
【等離子清洗器應用方式】
1. 等離子清洗
· 常規的清洗方法不能完全將材料表面薄膜去除,而會留下一層很薄的雜質層,而且溶劑清洗就是這類典型例子。
· 等離子清洗器使用就是通過等離子體對材料表面的轟擊,輕柔地和完全地對表面擦洗。
·等離子清洗將除去不可見的油膜、微小的銹跡和其它由于用戶接觸室外暴露等等在表面形成的這類污物,而且,等離子清洗不會在表面留下殘余物。
· 等離子清洗器能夠處理多種類型材料:包括塑料、金屬、陶瓷以及幾何形狀各異的表面。
· 等離子清洗器的優點在于它不但能清洗掉表面的污物,而且還能增強材料表面的粘附性能。
2. 聚合物清洗
① 聚合物的表面清洗
· 等離子消融作用通過高能的電子和離子對材料表面的轟擊,機械地去除污物層。
· 等離子表面清洗可去除可能存在于某些加工過的聚合物的污物層,不需要的聚合物表面涂層和弱的邊界層
② 聚合物的表面重組
· 等離子消融作用中使用的惰性氣體破壞了聚合物表面的化學鍵從而導致聚合物表面自由官能團的形成。
· 聚合物表面的自由官能團重新成鍵形成原始的聚合物結構,也能與在相同的聚合物鏈上鄰近的自由官能團成鍵,或與在不同的聚合物鏈上附近的自由官能團成鏈。
· 聚合物表面結構重組能夠改進表面的硬度和化學抗性。
③ 聚合物的表面改性
· 等離子消融作用破壞了聚合物(wu)表面(mian)的化學(xue)鍵,從而導致聚合物(wu)表面(mian) 自由官能團的形成(cheng)。
· 基于等離子過程氣體的化學性質,這些表面自由官能團與等離子中原子或化學基的連接形成了新的聚合物功能組,代替舊的表面聚合物功能組。
· 聚合物表面改性能夠改變材料表面的化學性質,而材料整體性質不會改變。
④ 聚合物的表面鍍膜
· 等離子鍍膜是通過過程氣體的聚合作用在材料基層表面形成一層薄的等離子涂層。
· 如果被使用的生產氣體由復合分子組成,如:甲烷、四氟化物、碳,那么他們在等離子態將破裂,形成自由的官能單體,這些官能單體將在聚合物表面成鍵和重新化合在聚合物表面鍍膜。
· 這種聚合物表面涂層能明顯地改變表面的滲透性和磨擦性。
⒊ 生物材料
①. 消毒、殺菌:
· 等離子消毒處理在醫療設備的消毒殺菌上得到了許多認可。
· 等離子處理在醫療器具的同步清洗和消毒上有很大潛力。
· 等離子消毒殺菌特別適用于對高溫、化學物質、照射、過敏的醫學器具或牙科移植物及設備的清洗。
②. 粘附力的提高
· 很多生物材料的介質表面能量很低,使它很難有效地進行粘附和涂層。
· 等離子表面活化導致表面功能組的形成,這些功能組將加強生物材料表面能量和改善界面的粘附力。
③. 浸潤性
· 大多數未處理的生物材料具有很弱的濕潤性 (親水性) 。
· 等離子表面處理可以增加或減少多種不同的生物材料的親水性。
· 通過等離子活化可使表面親水,通過等離子鍍膜,可使表面憎水。
④. 低摩擦力和阻礙層
· 一些材料對酯和聚合物表面的磨擦系數很高,如聚氨基甲酸酯。
· 等離子涂層具有很小的摩擦系數,使生物材料表面變得更光滑。
· 等離子涂層也能形成一個較密的阻礙層,來減少液體或氣體對生物材料的滲透性。
● 流水線組合生產,通過安裝單頭及氣缸來回震蕩實現整面的均勻處理;或者安裝多個噴頭交叉擺放固定于流水線上面,使產能得到大幅度提升。
● 配套三軸平臺,使用方對處理產品精度要求較高:例如手機蓋板點膠前端處理,就要用到三軸平臺組合進行精準定位處理,處理后下一步馬上點膠,使得粘接力提高10倍以上。
● 大型器件汽車引擎,車燈的處理就要通過工業機械臂的組合進行處理了。因為所處理面很廣,可能是多面,多角度的。
● 或者有些客戶,買回常壓等離子設備直接掛在自動化設備上面:玻璃清洗機,包裝機,糊盒機械,涂覆機,絲印機,印刷機,噴碼機,焊接機,移印機,組裝機等等。