Passend zum Veranstaltungsort stand der Workshop unter dem Fokus Atmosphärendruckplasma für die Industrie: wirtschaftlich – prozessstabil – nachhaltig. Der Hersteller von Plasmaanlagen, die Plasmatreat GmbH, war die perfekte Basis für den anwendungsbezogenen Austausch zwischen Wissenschaftlern und Anwendern von atmosphärischen Plasmen. Der Workshop wurde von Dr. Kerstin Horn, Innovent e. V., in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Plasma4Production des Kompetenznetzes Industrielle Plasma-Oberflächentechnik INPLAS e. V. organisiert. In Ergänzung zu den Vorträgen und Diskussionen bestand die Möglichkeit zur Teilnahme an einem Workshop sowie einem Unternehmensrundgang und der Führung durch die Fertigung bei Plasmatreat.
Blick ins Plenum (Bild: Innovent)
Nach wie vor ist das Interesse an der Fragestellung, wie eine Technologie in die Anwendung gebracht werden kann oder warum innovative Technologien nicht genutzt werden, obwohl ihr Mehrwert auf der Hand liegt, groß. Die Industrie hat ihre eigenen Regeln, die hauptsächlich vom Kosten/Nutzen–Verhältnis bestimmt werden. Ein Produkt kann nicht durch seine Innovation überzeugen, wenn der Bedarf nicht geweckt ist. Aussagen wie das war schon immer so sind dafür ein typisch konservatives lähmendes Beispiel. Es kostet Überwindung, einen etablierten Prozess durch neue Abläufe zu ersetzen. Für die Durchsetzung von umweltrelevanten nachhaltigen Auflagen müssen Regularien zur Verfügung stehen. Hier sind Entscheidungsträger gefragt, die Innovationen eine Chance geben. Dafür wurden auf dem 51. ak-adp-Workshop die Themen
- Prozessverständnis / Plasmasysteme
- Diagnostik / Prozesskontrolle (robust, System-integrierbar)
intensiv in Präsentationen vorgestellt und diskutiert. Weiterhin wurden mehrere Anwendungsbeispiele für den wirtschaftlichen und nachhaltigen Einsatz der Plasmatechnologie in der Industrie präsentiert.
Ein Beispiel, wie durch gezielte Verfahrenskombinationen neue Oberflächeneigenschaften generiert werden können, stellte Oliver Beier von Innovent in seinem Vortrag Einsatz von Plasmaverfahren zur Erzeugung schwarzer, reflexionsmindernder Oberflächen für Optikanwendungen vor. Er zeigte zum einen, dass durch den Prozess der Plasmachemischen Oxidation PCO® auf zuvor mittels Plasmaspritzen hergestellten Aluminiumdickschichten hochabsorbierende Oberflächen praktisch auch auf Nicht-Leichtmetallen oder Kunststoffmaterialien herstellbar sind. Zum anderen demonstrierte er eindrucksvoll, dass durch die Abscheidung dünner CVD-Schichten auf PCO®-Oberflächen die Absorption der Coatings weiter erhöht werden kann. Mit der geplanten Beantragung eines neuen Entwicklungsprojekts sollen die bisher erzielten Ergebnisse einer kommerziellen Verwertung noch besser zugänglich gemacht werden.
Tobias Nies von der Neue Materialien Bayreuth GmbH, Team Spritzguss & Faserverbunde, machte in seinem Vortrag deutlich, wie wichtig Prozessparameter und Materialeigenschaften als Einflussgrößen bei der atmosphärischen Oberflächenbehandlung mittels Plasmen von Polypropylen für Polyurethan In-Mold Coating ist. Die Hauptanwendungen der Arbeit des Vortragenden liegen im Automotive-Bereich. Polypropylen hat einen relativ niedrigen CO2–Fußabdruck und ist preiswert. Deshalb wird untersucht, unter welchen Voraussetzungen dieser Kunststoff für In-Mold Coating eingesetzt werden kann.
Das spannende Thema der Plasmabeschichtung von Glasfasern für faserverstärkte Kunststoffe stand im Mittelpunkt der Präsentation von Mariagrazia Troia und Pascal Holste. Nach aktuellem Stand der Technik wird hier eine Schlichte als Haftvermittler auf den Glasfasern eingesetzt, die allerdings selber nur schlecht auf den Glasfasern haftet. In Zusammenarbeit des Instituts für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP Stuttgart mit der Plasmatreat GmbH wurden verschiedene Präkursoren und ein Gemisch aus Luft und Stickstoff als Prozessgas für eine Optimierung der Haftung der Schlichte getestet. Nach erfolgreicher Simulation der Plasmaverteilung im Beschichtungsraum wurde die Plasmakammer vor die Schlichtedüse installiert. Damit können hoch technologisierte Glasfasern wie S-Fasern und Basaltfasern vorbehandelt werden.
Die mittels Plasma funktionalisierbare Materialvielfalt ist sehr groß. Das zeigte ein weiterer Vortrag, bei dem biobasierte Schichten für Papier im Mittelpunkt standen. From nature – through plasma – to function ist aktuell das Motto der Projektarbeit von Martin Bellmann an der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst (HAWK) in Göttingen. Die bisher bei der Verwendung von Papier als Verpackung oft eingesetzten Polymerschichten werden durch pflanzliche Öle ersetzt, die mittels Plasmaprozess bei niedriger Plasmaleistung auf der zu imprägnierenden Oberfläche als kleine Tröpfchen abgeschieden werden. Diese Tröpfchen spreiten auf der Oberfläche und bilden eine Schicht. Beschichtungen mit Leinöl und Chiaöl auf Glas zeigten sehr gute mechanische und imprägnierende Eigenschaften. Diese Ergebnisse werden jetzt auf Papier übertragen.
Ein spezielles Beispiel für technische Herausforderungen in Bezug auf Nachhaltigkeit wurde im Vortrag von Christoph Regula vom Fraunhofer-Institut für für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen, thematisiert. Er greift mit dem Thema Von Polymeren zu Rezyklaten: Atmosphärendruck-Plasmabehandlung als ein Joker in der Kreislaufwirtschaft aktuelle Probleme der Wirtschaft im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit von frischen Polymermaterialien im Gegensatz zu Rezyklaten auf, in denen sich im Laufe mehrerer Rezyklatgenerationen Additive summieren. Hierbei stellt sich die Frage, ob die Materialien dann noch genauso bearbeitet und eingesetzt werden können. Wichtiges Ergebnis: Rezyklate können im selben Maße mit Plasma behandelt werden wie Originalware. Eine plasmapolymere Beschichtung ermöglicht die Homogenisierung der Oberfläche bei Inhomogenitäten.
Im Rahmen des ak-adp Talk nutzten Pascal Vieth von der Chemetall GmbH, Frankfurt am Main, Moritz Hauf von der Schott Mainz AG sowie Stefan Wrehde von der BSH Hausgeräte GmbH die Gelegenheit, konkrete Industrieprozesse zu diskutieren. Bei Chemetall wurden klassische Vorbehandlungsprozesse durch eine Plasmavorbehandlung ersetzt. Positive Faktoren hierbei waren der stabile Prozess mit wenigen Parametern, Einsparung von Chemikalien, Wirtschaftlichkeit durch hohe Geschwindigkeit und die mögliche Zertifizierung. Bei der Schott AG stellt der energieintensive Glasschmelzprozess einen hohen Kostenfaktor dar. Hier wird überlegt, ob Plasmabrenner mit speziellen Brenngasen eingesetzt werden. Das würde einen neuen Markt für die Hersteller von Plasmaquellen erschließen. Bei der BSH Hausgeräte GmbH wird seit einigen Jahren erfolgreich mit Atmosphärendruckplasmen gearbeitet. Hier wurde die Erfahrung gemacht, dass zuerst eine Hemmschwelle für die Nutzung der Plasmatechnologie überwunden werden muss. Plasma ist immer Teil einer komplexen Prozesskette und Adhäsion ist die Black Box. Wichtig sind in jedem Prozess die Schnittstellen zu vor- und nachgelagerten Prozessen sowie eine systematische Wartung des gesamten Prozesses.
Stadtführung in Bielefeld (Bild: Innovent)
Eine Führung in verschiedene Entwicklungs- und Fertigungsbereiche bei Plasmatreat, ein geführter Stadtrundgang durch Bielefeld und der gemeinsame Stammtisch rundeten den Workshop ab und boten zugleich die Möglichkeit für Austausch, Kommunikation und Kontaktpflege.
Weitere Aktivitäten des Arbeitskreises
52. Workshop: 25.-26.11.2026 in Leipzig mit Schwerpunktthema Plasma4Water; Programm-Flyer und Online-Anmeldung: www.ak-adp.de
Wettbewerb #ZukunftADP: neue Ausschreibung für 2027 mit Einreichungsfrist 31.1.2027; Einreichung von eigenem Beitrag oder Sponsoring des Wettbewerb oder Mitarbeit in der Jury ist möglich; Informationen unter: www.ak-adp.de
Wer mit atmosphärischen Plasmen arbeitet und einen aktiven Beitrag zu einem der nächsten ak-adp-Workshops leisten möchte, kann sich gerne melden unter der E-Mail-Adresse: info@ak-adp.de
- www.ak-adp.de
Text zum Titelbild: Teilnehmer des Workshops bei Plasmatreat (Bild: Innovent)