Ing. Musella (Diener)

Plasma-Surface-Technology
LE APPLICAZIONI DEL PLASMA
QUALE STRUMENTO DI INNOVAZIONEPER LE PMI PIEMONTESI
Il trattamento delle polveri a che scopo?
Ing. Danilo Musella
www.plasma.de
Torino
27/05/2014
Plasma-Surface-Technology
• Azienda Diener electronic
• Comparazione tra tecniche di attivazione
• Costi di processo in bassa pressione
• Aplicazioni
• Trattamenti al plasma di polveri
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Diener electronic GmbH & Co. KG
We did move our company to our
www.plasma.de
new premises in January 2010
5,500 m² total space
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Reattori al plasma: - Vendita, Vendita a rate, Noleggio
Servizi: - Sviluppo di processo
- Consulenza
www.plasma.de
- Trattamento conto terzi
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
In low pressure plasma a gas under vacuum
is excited by some supply of energy. Energyrich ions and electrons are created along
with other reactive particles that form the
plasma. By impact of these species, surfaces
can be modified very efficiently.
There are three basic plasma effects in
the low pressure plasma
• „micro sandblasting“
• chemical reaction
• UV radiation
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
PlasmaBeam PC
PlasmaBeam
PlasmaBeam Duo, double
nozzle arrangement
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technolo
Plasma-Surface-Technology
Low pressure- and atmospheric plasma
Low pressure plasma
practically every kind of material can
be precision cleaned with plasma
plastics, semiconductors, glass,
ceramics, hybrid materials
Low pressure- and atmospheric plasma
Low pressure plasma
practically every material can be
activated with plasma
all technical materials, metals,
glass, ceramics
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technolo
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technolo
Plasma-Surface-Technology
Di seguito sono elencate le tecniche di trattamento, in ordine crescente
di efficienza ed in ordine crescente di costo di impianto (il costo di
impianto va comunque considerato in base ad altri fattori; es. Tipo di
applicazione, oggetto da trattare, integrazione, tempo ciclo etc.)
1. Flammatura
Trattamento
2D
Pulizia:
no
Attivazione:
si (bassa efficienza)
Necessità robot & integrazione :
si
Consumabile:
gas
Introduce temperatura:
si
Sicurezza:
bassa
2. Trattamento corona
Trattamento
2D
Pulizia:
no
Attivazione:
si (media efficienza)
Necessità robot & integrazione :
si
Consumabile:
nessuno
Introduce temperatura:
no
Sicurezza:
alta
3. Plasma atmosferico
4. Plasma a bassa pressione
www.plasma.de
Trattamento
2D
Pulizia:
si
Attivazione:
si (alta efficienza)
Necessità robot & integrazione :
si
Consumabile:
atm/ o2
Introduce temperatura:
si
Sicurezza:
alta
Trattamento
3D
Pulizia:
si
Attivazione:
si (massima efficienza)
Necessità robot & integrazione :
no
Consumabile:
O2
Introduce temperatura:
no
Sicurezza:
alta
Plasma-Surface-Technolo
Plasma-Surface-Technology
Forza di adesione:
Se la fiammatura da‘ risultati di adesione sufficienti, le altre tecniche
daranno risultati di adesione superiori.
Uniformità di trattamento:
1) Fiammatura, Trattamento corona &
Plasma atmosferico, sono trattamenti
Bi-dimensionali. L‘uniformità e l‘efficienza del trattamento dipendono
dalle velocità di trattamento (velocità robot) e dalla distanza dal
substrato. Questo rende la messa a punto di processo più lunga e il
processo è suscettibile a variabilità dovuta alla geometria variabile dei
componenti e/o alla loro deformazione.
2) Plasma sottovuoto è un trattamento tri-dimensionale (i componenti
Vengono introdotti in un volume di gas plasma che li tratta
uniformemente e ripetibilmente indipendentemente dalla
geometria, sull‘intera superficie.
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technolo
Plasma-Surface-Technology
1. Fiammatura, Trattamento corona, Plasma atmosferico, vengono
montati su robot. I costi dell‘impianto vengono guidati dal numero di
robot e dai costi di integrazione.
Ogni stazione, 1 o 2 robot, è dedicata
ad un unico tipo di componente
1. Plasma sottovuoto
I costi sono relativi alla dimensione
della camera (quanti
componenti vengono trattati
contemporaneamente).
L‘impianto può trattare
qualsiasi componente che
riesce a contenere,
e trattare simultaneamente differenti materiali
(es. Paraurti, parabrezza, parti interne, ecc.)
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technolo
Plasma-Surface-Technology
COSTO OPERATIVO PER USO SISTEMA AL PLASMA TETRA 100 PC LF
Descrizione
Calcolo
Costo per processo
Ammortamento
• Ammortamento approssimativo annuo in 5 anni
circa di EUR 10.000
Costo consumo Gas
• Gas processo ossigeno
EUR 0.01
CARICO
PER
Vs.
CAMPIONI:
39336,39337,43840,
83841
• Consumo ca. 0.1 l /min.
• Consumo di gas per processo = 2 l / processo
• Costo per 10.000 l di ossigeno ca. 40 EUR
• Per processo Euro 40 /10000 l x 2 l = 0,008 cent/proc.
ESMPIIO 1: Attivazione al plasma con TETRA 30 PC LF
EUR 1.81
Carico con camera standard profondità 370 mm (5.1) -> 25 pz. per piano = Tot 75 pz. Carica
Costo consumo
energetico
Carico con
• Consumo medio per processo
• P = ca. 2.5 kWh
• Totale processo: 20 min.
• Energia:
W = Pprofondità
x t =2.5 kW x 1/3h
0.83 kWh
camera
standard
626= mm
(5.2) -> 45 pz.
• Prezzo elettricità: EUR 0.20 /kWh
• Costo consumo energetico: 0.83 kWh x EUR 0.11 = EUR 0.09
per piano = Tot 135 pz. Carica
Raffreddamento
• Nessun consumo Lunghezza
Aria compressa
• Nessun consumo
EUR 0,00
Manutenzione
• Costo annuo manutenzione EUR 2000
EUR 0,36
TOTALE
• Costo totale per processo
EUR 2,27
www.plasma.de
processo 20 min.
EUR 0,09
EUR 0,00
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technolo
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
Lavaggio
asciugatura
1 fase di
sgrassaggio + 3 fasi
di risciacquo
Verniciatura
www.plasma.de
Fiammatura
(deformazioni ?)
Polimerizzazi
one
Primer
Raffreddamento
e
deionizzazione
Controllo
bagnabilità
Plasma-Surface-Technology
Lavaggio
asciugatura
1 fase di
sgrassaggio + 3 fasi
di risciacquo
(deformazioni ?)
Polimerizzazi
one
www.plasma.de
Fiammatura
Primer
Raffreddamento
e
deionizzazione
Controllo
bagnabilità
Plasma-Surface-Technology
Plasma
Pulizia da
polveri e
particelle
inorganiche
(aria compressa)
www.plasma.de
Verniciatura
Plasma-Surface-Technology
Il trattamento delle polveri a che scopo?
www.plasma.de
Torino, 22.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Trattamento al plasma a bassa pressione
di materiali in polvere
soluzioni nelle applicazioni di adesione e bagnabilità
La tecnologia al plasma offre i seguenti vantaggi :
Tecnologia ecologica per il trattamento superficiale
Processo più efficace con un'ampia gamma di parametri di processo
Sistema di miscelazione per superare il fenomeno di aggregazione e
dimensioni superficiali delle polveri da trattare
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Materiali Trattati
Il trattamento è adatto soprattutto per poliolefine ( LDPE, LLDPE, HDPE,
UHMWPE, PP) e SBR per dimensione di particelle che vanno da micrometri
fino a pellets.
Trattamento di polveri nell’industria alimentare
Il trattamento di nano materiali e nano particelle ( Nanotubi, Grphene etc.)
Trattamento di polveri nel settore farmaceutico
Altre possibili applicazioni
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Effetti del trattamento al plasma sui polimeri in polvere
Le proprietà superficiali vengono modificate da nuovi gruppi funzionali
(principalmente OH) che si legano alla catena polimerica.
Plasma
+
Gas di
processo
www.plasma.de
Reazione
chimica
sulla
superficie
Nuovi gruppi
funzionali sulla
catena
polimerica - es
gruppi OH
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Effetti del trattamento al plasma sui polimeri in polvere
Il materiale in polvere presenta elevata energia superficiale
Incremento della bagnabilità della superficie
Miglioramento della capacità di dispersione delle polveri
Miglioramento delle caratteristiche di adesione
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Utilizzo industriale di polveri trattate al plasma
Soluzione di problemi attuali o a lungo termine
Nuove alternative per i prodotti attuali
Nuovo prodotto / ampliamento gamma prodotti
Utilizzo di materiali differenti o meno costosi
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Utilizzo industriale di polveri trattate al plasma
Additivi per vernici
Colle
Inchiostri da stampa
Dispersione eccellente senza agenti
dispersivi
Il polimero viene miscelato senza
agglomerazione e bolle d’aria.
Minor consumo della polvere per
garantire l’effetto richiesto
Lavorazione della gomma
www.plasma.de
Dispersione in acqua di PE in
polvere
trattata
al
plasma
(sinistra) e la polvere non
modificato (a destra)
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Applicazioni di PE trattato al plasma
Vernici
Stampaggio
www.plasma.de
Plasma-Surface-Technology
Trattamento al plasma di CNT
La generazione di differenti gruppi funzionali sulla superficie dei CNT cambia non solo
le proprietà chimiche superficiali ma anche le caratteristiche elettriche e strutturali
Possibili applicazioni:
Celle a combustibile
Differenti processi al plasma
in bassa pressione
www.plasma.de
Torino, 27.05 .14
Plasma-Surface-Technology
Describe your
application We‘ll be happy
to work out
solutions.
Grazie per la
cortese
Attenzione !
www.plasma.de

Download Report