从牙刷到零部件的所有制造都可以在组装和装饰过程中受益于大气等离子体和火焰表面处理。这些技术增加了材料的表面能量，以促进与油墨、粘合剂、油漆和其他涂料的结合，而且它们的使用正在增长。为了将这些解决方案应用到工厂，专业集成商被要求开发材料处理和处理过程的自动化。下面介绍一下这项技术，以及一家集成商如何与供应商合作，实现汽车零部件制造商火焰处理过程的自动化。
“医疗、汽车、包装、消费品、电线电缆、体育用品、家具和其他市场的公司发现，表面处理可以提高粘结强度，增加吞吐量，也可以降低成本，”Mark Plantier，营销副总裁说Enercon产业集团。该公司拥有30年的经验，将可靠的电源技术与创新的处理厂设计相结合。该公司的产品线包括Plasma3大气等离子体系统，广泛的裸和覆盖辊电晕系统，以及具有PowerFlame燃烧器技术的独特火焰处理系统。
火焰和大气等离子体是两种领先的表面处理技术。当可燃气体和大气空气结合并燃烧形成强烈的蓝色火焰时，就会形成火焰等离子体。在火焰等离子体中，材料表面的电子分布和密度受到物质的极性影响。这种极化是通过氧化作用产生的。此外，官能团沉积在表面。这增加了对油墨、粘合剂和其他涂料的表面接受能力。
“火焰可以用于处理小表面积和大表面积的燃烧器设计宽度，以匹配特定的应用，”Plantier解释说。“燃烧控制技术确保了现代火焰处理器提供可重复的处理结果，但为了安全起见，采用了一系列联锁装置。系统集成商将这些联锁整合到整体的工作单元中，这些工作单元可以从基本的到相当复杂的。”
由于表面处理设备供应商和系统集成商之间的关系对最终用户的最终满意度至关重要，Enercon以多种方式与系统集成公司合作。Jerry Schmit，高级应用工程师中西部工程系统集团(威斯康辛州皮瓦基)，他说:“每个客户的需求都是独特的，因为他们的经营和可用的空间。在一些项目中，我们将Enercon火焰处理器与传送带整合在一起，我们还建造了整个房间，部件可以在这里运输、处理，然后再离开房间进行额外的处理。”
“我们喜欢与Enercon合作，因为他们在表面处理方面的知识深度，”Schmit说。“他们的解决方案几乎可以应用于任何需要提高附着力的应用或行业。而且，由于他们提供免费的实验室测试和广泛的治疗解决方案，我们知道最终用户总是为他们的特定应用获得最好的技术。”
对于集成商来说，有必要了解为应用选择的表面处理设备。需要考虑的变量包括停留时间和表面处理头与待处理表面之间所需的距离。此外，为了实现客户期望的输出要求，自动化过程的策略需要考虑自动化组件和表面处理控制器之间的安全联锁和反馈。
火焰等离子体表面处理
Plantier说，大多数情况下，项目都专注于特定的产品和治疗模式。然而，有时客户会希望最大化其自动化投资，并能够在同一工作单元中执行多个操作。Enercon和Midwest已经在一些类似的项目上进行了合作，包括一个汽车部件的应用，在应用粘合剂之前需要进行预处理。
客户需要对两个非常不同的部分进行火焰处理。本案例中的系统要求包括构建一个安全的系统，该系统利用机器人的效率和可重复性，可以提供60秒或更少的零件循环时间，并实现50达因或更高的固有表面能(也称为达因水平)。
中西部公司开发了一种程序，允许操作员扫描每个零件的唯一条形码，从而自动加载正确的程序。Schmit说:“材料处理组件使用传感器来验证正确的部件是否就位，在这种情况下是仪表盘。”“该部件被送到机器人面前，火焰处理器被激活，一个多轴机器人执行一条路径，使处理头能够遵循该部件的精确处理模式。”
系统的操作顺序如下:
- 操作员扫描待加工零件的条形码;
- 操作者手动将零件放置在夹具上的“操作台”上;
- 操作者按下循环启动按钮;
- 转台将零件标定为“机器人治疗台”;
- 机器人自动火焰处理零件;
- 完成的零件旋转回给操作员，操作员卸载零件。
当机器人对零件进行火焰处理时，操作员可以将另一个零件装载到开放式夹具上。这使得系统能够连续运行，并优化各个部件的循环时间。”Schmit说。
大气等离子体表面处理
与火焰系统类似，大气等离子体系统用于在印刷、粘合、油漆、装饰和涂层之前修改表面。等离子体系统清洁，蚀刻和功能化表面，以促进附着在表面，否则将无反应。Plantier说:“在许多应用中，大气等离子体的使用使我们的客户能够消除有害化学物质和底漆，或者通过切换到更经济有效的涂层来降低成本。”
大气等离子体系统不同于火焰系统，因为它们不需要气体，在较低的温度下操作，并为难以处理的应用提供可变化学等离子体的选择。在等离子体范围内，主要有两种技术:吹弧和吹离子。
吹弧空气等离子体是将大气中的空气吹过两个高压电源电极而形成的;这种疗法有时被称为“冠状病毒疗法”。这种技术的普遍使用是在移印之前，就像在聚丙烯牙刷上做的那样。
“吹离子系统产生集中的吹离子放电，用高速的带电离子流轰击材料表面，”Plantier解释说。“正离子轰击促进了微细蚀刻或擦洗(烧蚀)效应，可以从物体表面去除(解吸)有机和无机污染物。粒子在物体表面带正电荷，增加其表面能量，使其更容易接受墨水和涂层。”
吹除离子系统的一个优点是它的处理剖面集中，可以处理平坦区域和凹处。这些治疗头可以静态安装或与机器人集成，以执行复杂的治疗模式。
在牙刷上应用图形是大气等离子体系统的一个常见用途。其他包括在粘合前对前照灯组件进行预处理，在印刷前对电线和电缆进行预处理，以及其他需要精确处理图案的应用。
中西部公司的Jerry Schmit说:“表面处理相关项目的出现为我们提供了进入新的细分市场的机会。”对于Enercon来说，中西部等集成商提供材料处理、通用自动化和机器人编程方面的专业知识，因此他们的客户可以最大限度地提高公司表面处理解决方案的性能。
