Principe de fonctionnement

Le plasma est un état gazeux excité énergétiquement. Lorsqu’un gaz de procédé est excité électriquement, des particules réactives se forment et réagissent avec la surface de la pièce, sans aucun recours aux produits chimiques. Technologie clé pour le nettoyage fin, l’activation des surfaces et le revêtement plasma, le procédé couvre trois tâches qui précèdent souvent directement le collage, la peinture ou l’impression : il élimine les contaminations organiques les plus fines, augmente l’énergie de surface pour une meilleure mouillabilité et permet de déposer des couches fonctionnelles.

TeSe travaille avec deux variantes. Le plasma atmosphérique (Openair) agit à pression ambiante : les buses peuvent être guidées par robot et intégrées de manière rentable directement dans la ligne de production. Le plasma sous vide traite les pièces par lots dans une chambre de procédé et atteint également les géométries complexes. Le partenaire technologique pour les deux variantes est Ferrarini & Benelli.

Buse de plasma atmosphérique avec jet de plasma visible (Ferben) — Plasma à pression atmosphérique (Openair) en action. © Ferrarini & Benelli (Ferben)

Ferben In Air Plasma XL : buse de plasma atmosphérique à tête conique avec jet de plasma — In Air Plasma XL : buse de plasma atmosphérique à buse interchangeable. © Ferrarini & Benelli (Ferben)

Prétraitement corona pour substrats grands et plats

Pour les substrats grands et plats, en particulier les films plastiques et les matériaux en bande : le traitement corona est souvent la solution la plus économique. Lors de la décharge corona, la surface est activée avec une puissance définie pendant un temps défini : l’énergie de surface (mesurée en dynes/cm) augmente, de sorte que les encres d’impression, les adhésifs et les revêtements adhèrent de manière fiable. C’est particulièrement important pour les films en polyéthylène et en polypropylène, dont la tension superficielle est naturellement faible. Le partenaire technologique Ferrarini & Benelli est spécialisé dans les systèmes corona (« Corona and Plasma »), de l’appareil de laboratoire à l’installation pour bandes larges.

Rouleau de traitement corona (rouleau de décharge) d'une station corona Ferben — Rouleau de traitement corona (rouleau de décharge) d'une station corona. © Ferrarini & Benelli (Ferben)

Application dans la fabrication de cellules de batterie

Dans la fabrication de cellules de batterie, nous prétraitons les boîtiers de cellules en aluminium avant qu’ils ne soient posés sur la plaque de collage avec une pression d’application définie. Le plasma à pression atmosphérique active la surface d’aluminium juste avant l’assemblage : la colle mouille mieux et la liaison à l’intérieur de la cellule tient plus sûrement. Cela se mesure à la force d’arrachement : précisément la grandeur qui compte pour ce collage.

Si le procédé s’y prête, c’est grâce à ses qualités : il travaille à sec et sans produits chimiques, il ne nécessite aucune étape de séchage en aval, et les buses s’intègrent au rythme d’une ligne sous guidage robotisé : le prétraitement se place donc directement avant le poste de collage, au lieu d’interrompre la production pour une étape de nettoyage séparée. Chez ce client, l’installation est intégrée à une ligne de production automatisée par Aerne Engineering AG à Arbon.

Ce que le prétraitement apporte à l’essai

Nous avons mesuré l’ampleur de l’effet sur des éprouvettes en aluminium, en essai de cisaillement par traction, donc avec une force parallèle au joint de colle :

Prétraitement	Résistance	par rapport au non traité
aucun	4,8 N/mm²	:
plasma seul	5,6 N/mm²	+16 %
laser seul	7,6 N/mm²	+58 %
laser et plasma	8,1 N/mm²	+68 %

Ce qui frappe : sur l’aluminium, le laser est le levier le plus puissant. Il crée la microstructure dans laquelle la colle s’ancre ; le plasma active la surface chimiquement et ajoute encore dix points de pourcentage. C’est seulement ensemble qu’ils donnent la liaison la plus solide. Notre vidéo montre l’essai complet : Plasma à pression atmosphérique combiné au laser sur pièces en aluminium.

Ces valeurs proviennent de l’essai de cisaillement et ne se transposent pas à la force d’arrachement : ce sont des sollicitations différentes. Nous déterminons lors de l’essai de nettoyage quelle grandeur compte pour votre pièce.

Avantages

Nettoyage fin, activation des surfaces et revêtement plasma avec une seule technologie
Sans aucun recours aux produits chimiques : procédé sec, sans étape de séchage en aval
Variante atmosphérique (Openair) : guidage par robot et intégration en ligne dans la production
Variante sous vide : traitement par lots, adaptée aussi aux géométries complexes
Variante corona : activation économique de substrats grands et plats tels que films et matériaux en bande
Meilleure mouillabilité et adhérence en préparation du collage, de la peinture et de l’impression
Choix de la variante appropriée dans le cadre du conseil technologiquement neutre de TeSe

Applications typiques

Prétraitement des surfaces plastiques et métalliques avant le collage, la peinture ou l’impression
Prétraitement en ligne dans des lignes de production automatisées, par exemple dans la transformation des plastiques, l’automobile et la fabrication de cellules de batterie
Nettoyage fin et activation de pièces sensibles, notamment en technique médicale
Activation de boîtiers de cellules en aluminium avant collage dans la fabrication de cellules de batterie
Traitement par lots de pièces complexes au plasma sous vide
Activation corona de films plastiques et de matériaux en bande avant impression, contrecollage ou revêtement

Tester le procédé chez TeSe

Pour déterminer si le prétraitement plasma ou corona convient à votre pièce et à votre contamination, nous réalisons des essais à Nürensdorf : 1 à 2 heures de tests gratuits. Études de faisabilité approfondies : CHF 1’200 par jour, déductibles à 50 % en cas d’achat d’une machine.