图1。照片Plasmatreat 大气等离子体处理的双重效果远远超过传统系统的有效性(图片来源:Plasmatreat)。

汽车制造商对用于汽车内饰的塑料部件的油漆工艺的质量和环境认证提出了更高的要求。为了满足这些要求，全球领先的汽车供应商之一，每年用常压等离子体预处理数百万个开关和控制器。

在一辆汽车的使用过程中，仪表盘上的彩绘塑料开关会被触摸数千次;有时轻柔，有时粗暴，有时用干净的手指，有时用脏的手指。但无论如何处理，油漆必须保持完整。此外，即使使用多年，它们的外观和感觉也应该是一样的。例如，宝马要求用于旋转开关的油漆具有足够的耐磨性，在油漆显示任何损坏迹象之前，可以承受360°旋转不少于6万次。标准的按钮开关，如CD或气候控制，甚至必须能够承受至少10万次的触摸。这相当于17年的假定负荷——这家总部位于慕尼黑的汽车制造商将其视为车辆的总生命周期。其他优质品牌也有类似的规格，这意味着，通过类比，供应商必须向所有客户提供几乎相同的高质量标准。

不容易

图2。照片Plasmatreat Openair等离子系统(前排第三单元)在全长25米的涂装线中仅占1米。

材料表面的预处理是满足涂料工艺严格的质量要求的起点。没有细微的清洁，在大多数情况下，没有基材的活化，就无法实现完美的漆面漆和长时间稳定的附着力。清洁和活化都有不同的技术，最好能找出最适合预期用途的技术。由于经常用于增加附着力的溶剂型底漆对环境有害，而且处理成本很高，很明显，在环境意识增强的时代，汽车制造商必须寻求替代解决方案;这一趋势正在转向水溶性涂料和环保预处理。

几年前，戴姆勒要求其位于德国Radolfzell的供应商TRW Automotive Electronics & Components GmbH (TRW Automotive，密歇根州)提供进一步的清洗阶段——除了已经用于清除部件灰尘的电离剂之外——并计划切换到水性涂料，供应商面临着一个问题:汽车制造商要求的电动清洗工艺从测试阶段就被证明是不可用的。

TRW Radolfzell工业工程、油漆和激光蚀刻部门高级工程师Kerstin Tietz回忆道:“我们的测试表明，强力清洗只会把我们微小的聚碳酸酯(PC)组件炸飞，直径只有几厘米，或者把它们吹到一起，导致它们被划伤。最重要的是，水被困在夹具模具里。我们在夹具上钻了洞，甚至修改了容器，但这没有用。”一个公司₂被认为是一种可能的替代疗法同样令人失望;再一次，零件被炸出了模具。此外，这种方法不仅噪音大得令人难以忍受，而且价格昂贵，因为必须在外面创造额外的空间来容纳坦克。

虽然毫无疑问，这两种方法都提供了良好的清洁能力，并且完全适用于较重的组件，但它们缺乏的是激活能力。这意味着需要一个额外的系统来提供水性涂料所需的活化。天合公司最初认为氟技术可以解决这个问题，但初步试验证明情况并非如此;处理后，PC组件有的呈彩虹蓝色，有的呈透明。此外，它们必须被发送到外部服务提供商进行预处理，这种依赖对于进行批量生产的制造商来说风险太大。此外，这个过程也不环保。

图3。照片Plasmatreat 6个旋转等离子射流24小时连续工作。每周，他们只需一步就能清洗和激活18万个由PC和(PC+ABS)混合而成的可见部件。

天合进行了进一步的研究，发现了一种工艺，不仅可以在一次操作中实现塑料表面的微细清洁和激活，而且不会引起上述任何问题，甚至不会产生新的问题:Openair大气等离子体技术。

图4。照片Plasmatreat 漆面是否完美无瑕?在激光应用标记之前，每个单独的开关组件都要进行视觉检查

清洗和激活在一个步骤

等离子体喷射技术是由德国斯坦哈根的Plasmatreat公司于1995年开发的，目前在世界各地广泛应用于各种行业。这种环保的在线工艺在正常的环境空气条件下工作，因此不需要真空室。该系统在短短几秒钟的时间内完成三个操作:同时实现微细清洗、静电放电和塑料表面的强激活。

激活材料表面会增加其表面能量。这是最终确定油漆或涂层的可能附着力的最重要的措施。塑料的表面能一般在< 28-40达因之间。但经验表明，只有表面能量高于38-42达因，才能提供合适的附着条件。可靠的涂料附着力的条件是固体材料的表面能高于液体涂料的表面张力。在TRW，注射成型后PC组件的表面能仅为32-34达因，但在等离子体处理后，表面能增加到56-58达因，有时甚至超过72达因。

Plasmatreat的市场和项目经理Peter Langhof解释说:“微精细清洗和同时强激活的双重效果远远超过传统系统的有效性。即使在最具挑战性的负载条件下，也能产生均匀的漆面和长期稳定的涂层附着力”(图1)。在等离子体处理期间，塑料表面的温升通常小于30°C。

油漆过程中的AP等离子体

微型计算机体积很小。照片Plasmatreat 集成控制面板(ICP)构成了仪表盘的核心。塑料开关在喷漆前用大气等离子体进行预处理，以确保完美的表面处理和持续数年的附着力

今天，天合为戴姆勒和福特等汽车制造商生产传感器、无钥匙进入系统、汽车内部系统的开关和开关机构，旨在增强控制和舒适性。从注塑、喷涂到激光切割和电子制造，大部分部件都是在内部生产、组装和测试。Plasmatreat提供的第一个用于测试运行的租借系统很快就获得了崇拜者。Tietz评论说:“它操作简单，布局清晰，安静，安全，不占太多空间。”在测试阶段之后，最初使用了配备两个等离子体射流的生产设备。但随着产量的增加，需要更大的喷涂线，来自Rheda-Wiedenbrück的Venjakob Maschinenbau GmbH & Co. KG公司被委托集成一个等离子系统，从一开始就连接到喷涂站的上游。

2011年春天，新的25米长的喷涂生产线(等离子系统仅占1米)开始运行(图2)。6个获得专利的RD1004型旋转喷嘴已经全天候工作(图3)。每周，它们在喷涂前清洗和激活约180,000个由PC或(PC+ABS)混合制成的可见部件，从简单的2- d组件到复杂的3- d几何图形，如方向盘套。在激光进行最终标记之前，每个单独的开关组件都进行了视觉检查(图4)。TRW工厂每年将所有小开关和按钮集成到大约200万个完整的icp(集成控制面板)中(图5)。

总结

在TRW，高度的工艺可靠性是优先考虑的，这是通过计算机控制和屏幕监控等离子系统实现的。它使这家位于康斯坦斯湖畔的工厂每年能生产数百万个按钮和开关。“使用Openair技术对我们公司来说是正确的决定。这个系统让我安心。”这是Kirsten Tietz的总结。她补充说:“对我们来说，预处理被证明是有利可图、简单有效的。它使我们能够满足客户的严格要求。”自从该公司开始使用带有集成等离子系统的新涂装线并停止使用底漆以来，产量增加了两倍。此外，与使用其他清洁系统和底漆激活相比，不仅省去了包含6个操作的完整运行，还可以节省大量时间和90%的能源成本。

Plasmatreat的北美总部，Plasmatreat USA Inc.，位于2541 Technology Drive, Suite 407, Elgin, IL。更多信息可以通过联系Jeff Leighty获得jeff.leighty@plasmatreat.com．