Plasmabrush PB3 Hochleistung in Plasma durch Pulsed Atmospheric Arc Technology – Basissystem – Mehrfachsystem
plasmabrush®

plasmabrush® PB3 – Hochleistungs-Plasma System

Atmosphärisches Hochleistungs-Plasma System

plasmabrush® Atmosphärisches Hochleistungsplasmasystem

plasmabrush® PB3 – Hochleistungs-Plasma System

Der plasmabrush® PB3 ist unser Hochleistungs-Plasma System für alle Inline-Prozesse bei Industrie- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Breite Anwendung findet der plasmabrush® PB3 im Automotive, Verpackungs- und Druckbereich. Hierbei liegt der Fokus vor allem auf der Plasmareinigung und Oberflächenaktivierung. Dies dient vor allem zur Vorbereitung der Produkte auf weitere Nachfolgeprozesse wie Verkleben, Lackieren oder Bedrucken.

Der plasmabrush® ist eine Kombination aus einem besonders kompakten und langzeitstabilen Plasmaerzeuger in Düsenform, einer unipolaren gepulsten Hochspannungsquelle und einer Vortex Strömung in der Düse. Die perfekt abgestimmte Komponenten im robusten Industriedesign eignen sich perfekt für die einfache Integration in jede Anlage.

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plasmabrush® PB3
plasmabrush® Plasmahochleistungssystem
Bearbeitung von CFK Materialien mit dem plasmabrush® Plasmahochleistungssystem

 

Anwendungstechnik

Anwendungsgebiet

  • Automotive Bereich
  • Druckereien und Lackiererei
  • Verpackungsindustrie

Einsatzmöglichkeiten

  • Feinreinigung
  • Abbau von Oxidschichten
  • Oberflächenfunktionalisierung
  • Aktivierung vor dem Verkleben, Dichten, vergießen und Bedrucken
  • Beschichten, Laminieren, Versiegeln
  • Keimreduktion
  • Druckvorbereitung

Vorteile

  • Sehr kompakte Bauform, auch für enge Nuten und schwer erreichbare Bereiche geeignet
  • Einfache Integration auch in kleine Roboter (<1 kg Eigengewicht)
  • Geeignet für Druckluft, Stickstoff und weitere Gase
  • Variable Leistung
  • Hohe Start-Stopp-Dynamik
  • Maximale Betriebssicherheit

Kundenreferenzen

Mit relyon plasma haben wir einen Partner gefunden mit welchem wir sehr schnell und unkompliziert Kundenlösungen umsetzen können und konnten. Im Speziellen geht es um die Oberflächenbehandlung verschiedenster Kunststoffe, welche im Durchlauf mit unseren Continuous Inkjet Systemen (CodeRevo, CodeCube XL, CodeCreator, CodeCenter) beschriftet werden. Andreas Fogy – Geschäftsführer A-L-F Kennzeichnungstechnik GmbH

Wir haben sehr gute Erfahrungen mit dem plasmabrush PB3 und der PS2000 von relyon plasma gemacht. Hierbei haben wir das Plasmasystem PB3 vollständig in unseren Optomec Aerosol Jet UP300 Drucker integriert. Jiri Navratil – RICE – University of West Bohemia
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Düsen

Zum plasmabrush® PB3 Atmosphärendruck Plasmaerzeuger gibt es fünf verschiedene Düsen. Alle Düsen sind Hochleistungsdüsen, die mit einem Pulsed Atmospheric Arc (PAA®) Plasma Generator (PG31) und gepulstem Hochspannungsnetzteil (PS2000) betrieben werden. Hierbei sind die Kupferdüsen die Standarddüsen des plasmabrush

Die Düsen erfüllen folgende Aufgaben:

  • Fokussierung der Plasma-Flamme
  • Geerdete Kathode für den Hochleistungslichtbogen
  • Bildung des Hohlraumes, um das Prozessgas anzuregen

Kupfer-Düsen

Düse A 250

Düse A250 für Plasmabrush Atmosphärisches Hochleistungsplasmasystem

Einsatzgebiet:

Oberflächenreinigung

– Oberflächenaktivierung

– Optimiert für besonders potentialarme Prozesse

 

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Düse A 350

Düse A350 für Plasmabrush Atmosphärisches Hochleistungsplasmasystem

Einsatzgebiet:

– Oberflächenreinigung

– Oberflächenaktivierung

– Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung

– Optimiert für sensible Materialien

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Düse A 450

Düse A450 für Plasmabrush Atmosphärisches Hochleistungsplasmasystem

Einsatzgebiet:

– Oberflächenreinigung

– Oberflächenaktivierung

– Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung

– Optimiert für hohe Prozessgeschwindigkeiten

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Die bislang am meisten verwendeten Düsen beim plasmabrush PB3 sind die Kupfer-Düsen. Bei Prozessen, bei denen der Lichtbogen auf die Substrate übertragen wird, z.B. bei der Reinigung oder Reduktion von Metalloberflächen, haben die Kupfer-Düsen sehr lange Lebenszeiten*. Bei der Oberflächenaktivierung von Polymeren docken die Lichtbögen allerdings an der Lippe der Düse an, wodurch eine verkürzte Lebenszeit in Folge von Erosion zu erwarten ist.

Um die Lebenszeit der Düsen in diesem begehrten Betriebsmodus zu verlängern, hat relyon plasma nun die speziellen Düsen mit einem Hartmetall-Kern entwickelt.

*Wir verzichtet an dieser Stelle ausdrücklich auf die Veröffentlichung von unter Laborbedingungen ermittelten Diagrammen oder Tabellen der Lebenserwartung von Düsen. Diese Angaben wurden den Verbraucher in die Irre fuhren, da verschiedene Prozesseinflüsse als nicht kalkulierbare Faktoren die Lebensdauer stark beeinträchtigen.

Hartmetall-Düsen

Durch die Materialeigenschaften von Hartmetall, sind die neuen Düsen wesentlich oxidations- und erosionsbeständiger als die Standard Kupfer-Düsen. Damit konnte auch bei der Behandlung von Polymeren eine 4-fach höhere Düsen-Lebenszeiten als bei den Kupfer-Düsen erreicht werden. Durch die bedeutend längere Lebensdauer der Düsen wird der Prozess nun wartungsärmer, nachhaltiger und stabiler.

Ein weiteres Anwendungsfeld der Hartmetall-Düsen findet sich in der Halbleiterindustrie, da hier der Kupferabrieb der Standard-Düsen oft problematisch ist. Durch den Einsatz von Hartmetall-Düsen kann dies ebenso verhindert werden.

Düse A 351

Düse A351 für Plasmabrush Atmosphärisches Hochleistungsplasmasystem

Einsatzgebiet:

– Oberflächenreinigung

– Oberflächenaktivierung

– Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung

– Optimiert für sensible Materialien

 

Düse A 451

Düse A451 für Plasmabrush Atmosphärisches Hochleistungsplasmasystem

Einsatzgebiet:

– Oberflächenreinigung

– Oberflächenaktivierung

– Thermische Behandlung und reaktive Beschichtung

– Optimiert für hohe Prozessgeschwindigkeiten

Technologie

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Plasma-Hochleistungssysteme

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Plasma-Hochleistungssystem

Durch vielfältiges Zubehör lassen sich unser Plasmasysteme optimal an die Anforderungen Ihres Prozesses anpassen. Damit optimieren Sie Ihre Qualität bei minimalen Kosten. Sie nutzen nur die Komponenten, die Sie wirklich benötigen. Alle Komponenten sind perfekt aufeinander abgestimmt und ausgiebig auf unseren Dauerprüfständen getestet. Wartung und Service werden so vereinfacht und die Verfügbarkeit ist stets auf kürzester Zeitskala abgesichert. Dank unserer langjährigen Erfahrung in der Lichtbogendynamik, Strömungsmechanik und Leistungselektronik haben wir ein atmosphärisches Plasmasystem entwickelt, das einmalig bezüglich Leistungsdichte und Funktion ist. Bei der Entwicklung dieser universell einsetzbaren Plasmaeinheit stand die einfache Integration in industrielle Prozesse und die Kommunikationsfähigkeit im Fokus.

Das Hochspannungsnetzteil PS2000 setzt ganz bewusst auf den unabhängigen Industriestandard CanOpen auf, der eine äußerst sichere Kommunikation in rauer Industrieumgebung ermöglicht.

Vielfältige Sensoren oder auch Masseflussregler nutzen den gleichen Standard. Alle weltweit verbreiteten Industriesteuerungen stellen die entsprechende Schnittstelle bereit. Über einen CAN Knoten können bis zu 127 Geräte angesteuert werden. Jede PS2000 Hochspannungsquelle kann über einen einfachen DIP Schalter im Adressraum von 0 bis 99 adressiert werden.

PS2000 Hochspannungsquelle

Die PS2000 Hochspannungsquelle ist optimiert für die Pulsed Atmospheric Arc Technology (PAA Technologie®). Durch Verwendung einer unipolaren gepulsten Hochspannung wird der Lichtbogen daran gehindert, sich an „hot spots“ in der Düse zu stabilisieren. Modernste IGBT-Schalttechnik und die Wahl von hochwertigen Hochspannungskomponenten machen die Hochspannungsquelle extrem zuverlässig und effizient. Eine Überlastung ist auch im Dauerbetrieb nicht möglich. Kritische Betriebszustände bei Kabelbruch oder Kurzschluss werden sicher abgefangen. Der elektrische Arbeitspunkt kann über einen weiten Bereich kontrolliert und über die Kommunikationsschnittstelle eingestellt werden.

Die Leistungsfähigkeit der PS2000 drückt sich insbesondere darin aus, variable Lasten zu treiben und Ladungen in einem großen Potentialbereich bis >12 kV effektiv zu pumpen. Diese spezielle Eigenschaft sichert ein kontinuierliches Zündverhalten über einen breiten Leistungsbereich und für verschiedene Prozessgase.

Die Hochspannungsquelle ist im Bereich von Millisekunden bei voller Last schaltbar und damit optimiert für getaktete Prozesse, bei denen punktgenaues Timing vorteilhaft ist. Die gesamte Kommunikation setzt auf dem sicheren und schnellen CAN-Bus auf. Auch im Fehlerfall und bei Lastabwurf bleibt die Kommunikation aktiv. Die Integration, auch von mehreren Hochspannungsquellen, in jede automatisierte Fertigungsanlage ist einfach und standardisiert.

Systeme

Unser plasmabrush® PB3 System kann sowohl als Basissystem mit einer Plasmaquelle und Hochspannungsquelle, als auch als Mehrfachsystem mit mehreren Plasma- und Hochspannungsquellen betrieben werden – ganz nach Ihren individuellen Anforderungen:

plasmabrush Basissystem

Mehr Informationen zum Basissystem

Mit unserem Basissystem können Sie den Plasma Prozess einfach per Knopfdruck den Plasma Prozess mit voreingestellten Betriebsparametern sicher starten. Alles was Sie benötigen ist ein Anschluss für trockene Druckluft mit einstellbarem Vordruck.

Plasmabrush PB3 Basic System

Aufbau:

  1. PS2000 Hochspannungsversorgung
  2. PB3 Plasmaerzeuger ausgerüstet mit Festdrossel
  3. Luftversorgung mit Konstantdruck-Einstellung
  4. Optionales Gasversorgungspaket

Information: Vereinfachtes Funktionsschema

Der Nutzer startet das Basissystem in einer einfachen manuellen Reihenfolge. Als erstes wird an der Luftversorgung der Vordruck eingestellt. Über das fest eingestellte Drosselventil am Plasmaerzeuger PB3 stellt sich entsprechend der festen Kennlinie ein konstanter Durchfluss ein. Die gepulste Hochspannung wird mit fest voreingestellten Parametern – Frequenz und Pulsenergie – über einen einfachen Schließkontakt eingeschaltet und zündet das Plasma. In umgekehrter Reihenfolge wird das System ausgeschaltet.

plasmabrush Mehrfachsystem

Mehr Informationen zum Mehrfachsystem

In einer modernen Produktionsumgebung können mehrere Plasmakanäle intelligent eingebettet und an jede gewählte Steuerungslösung angebunden werden. Wir haben flexible Lösungen für Siemens, Allen-Bradley/Rockwell, Beckhoff und äquivalenten Steuerungssystemen entwickelt. Jeder dieser Hersteller bietet ein CAN Modul an. Spielen Sie einfach unseren Treiber (universelle EDS Datei) auf und erreichen Sie so volle Prozesskontrolle in Ihrer Systemumgebung. Auch unabhängig vom Hersteller der SPS können Sie sehr einfach eine Systemanbindung erreichen.

 

Multiple PB3 Plasma System / Mehrfahc PB3 Plasma System

Aufbau:

  1. PS2000 Hochspannungsversorgung
  2. PB3 Plasmaerzeuger
  3. Geregelte Luftversorgung
  4. Übergeordnete Steuerung
  5. CAN Schnittstelle für PLC

Information: Vereinfachtes Funktionsschema

Die gesamte Prozesskontrolle wird über den CAN Bus gesteuert. Dabei können bis zu 127 Kanäle angesprochen werden. Auch die Druckluft- oder Gasversorgung kann so einfach eingebunden werden. Damit ist auch eine genaue Massenflusskontrolle für Luft, aber auch alle Prozessgasmischungen, leicht in das System einzubinden. Die gesamte Systemintelligenz ist in der zentralen Steuerung implementiert.

Von der Firma IXXAT/HMS gibt es für alle typischen Automatisierungslösungen robuste Schnittstellenmodule.

Kommunikationspakete

Für unser plasmabrush PB3 Plasmasystem können Sie verschiedene Kommunikationspakete hinzubuchen:

Kommunikationspaket Digital I/O

Mehr Informationen zum Kommunikationspaket Digital I/O

Alles was Sie benötigen ist ein Anschluss für trockene Druckluft mit einstellbaren Vordruck und unsere I/O-Kleinsteuerung. Sie steuern das System über einfache I/O-Signale aus Ihrer Anlage. Die Lösung funktioniert für bis zu zwei Plasma-Kanäle.

Digital Communication PB3 Plasma System

Aufbau

  1. PS2000 Hochspannungsversorgung
  2. PB3 Plasmaerzeuger ausgerüstet mit Festdrossel
  3. Luftversorgung mit konstanter Druckeinstellung und Magnetventil
  4. Digital I/O Kommunikationspaket

Information: Vereinfachtes Funktionsschema

Als erstes wird an der Luftversorgung der Vordruck eingestellt. Das kann z.B. über ein einfaches Magnetventil erfolgen. Über das fest eingestellte Drosselventil am Plasmaerzeuger PB3 stellt sich entsprechend der festen Kennlinie ein konstanter Durchfluss ein. Die Leistungsparameter der PS2000 werden auf der Kleinsteuerung (EATON) dargestellt und können hier auch verändert werden.

Kommunikationspaket USB

Mehr Informationen zum Kommunikationspaket USB

In dieser Systemkonfiguration können Sie alle Plasma Betriebsparameter vom PC aus steuern und darstellen. Ideal ist das Kommunikationspaket USB auch als Testumgebung für den technischen Service und Kundendienst. Über unser übersichtliches Programm verbinden Sie sich via USB mit dem CAN-Bus der PS2000. Alles was Sie benötigen ist ein Anschluss für trockene Druckluft mit einstellbarem Vordruck und einen Windows PC mit USB Port und unseren USB/CAN Umsetzer.

USB COMMUNICATION PB3 PLASMA SYSTEM

Aufbau

  1. PS 2000 Hochspannungsversorgung
  2. PB3 Plasmaerzeuger ausgerüstet mit Festdrossel
  3. Luftversorgung mit konstanter Druckeinstellung
  4. PC mit Steuerungs- und Visualisierungssoftware
  5. USB Schnitstelle für PC
  6. Optionales Gasversorgungspaket

Information: Vereinfachtes Funktionsschema

Als erstes wird an der Luftversorgung der Vordruck eingestellt. Über das fest eingestellte Drosselventil am Plasmaerzeuger PB3 stellt sich entsprechend der festen Kennlinie ein konstanter Durchfluss ein. Zur Prozesssteuerung und Visualisierung wird die Software „plasma control“ auf dem PC installiert und gestartet. Die Software „plasma control“ baut über eine Hardwareschnittstelle die Kommunikation über USB zum CAN-Bus auf und ermöglicht am PC die Einstellung der Leistungsparameter der PS2000. Im Bedienungsfenster der Software werden die aktuellen Daten per x-t-Verlauf dargestellt und können im gängigen .csv-Format abgespeichert werden.

Kommunikationspaket CAN

Mehr Informationen zum Kommunikationspaket CAN

In dieser CAN Kommunikationspaket Systemkonfiguration können Sie alle Plasma Betriebsparameter von Ihrer SPS aus steuern und darstellen. Ideale Lösung für die eigene Komplettintegration.

CAN Communication PB3 Plasma System

Aufbau:

  1. PS2000 Hochspannungsversorgung
  2. PB3 Plasmaerzeuger ausgerüstet mit Festdrossel
  3. Luftversorgung mit konstanter Druckeinstellung und Magnetventil
  4. Übergeordnete Steuerung
  5. CAN Schnittstelle für PLC

Information: Vereinfachtes Funktionsschema

Als erstes wird an der Luftversorgung der Vordruck eingestellt. Über ein fest eingestelltes Drosselventil am Plasmaerzeuger PB3 stellt sich entsprechend der festen Kennlinie ein konstanter Durchfluss ein. Zur Prozesssteuerung können unterschiedliche SPS verwendet werden, welche einen CAN-Bus-Anschluss bzw. eine CAN-Bus-Erweiterungskarte besitzen. Die Integration erfolgt kundenseitig.

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