Einsatz von Plasma-Jet-Quellen zur Behandlung von CFK-Großstrukturen

Großbauteile aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) werden in metallischen Formen hergestellt. Zur Erleichterung des Ausformens werden die Formen mit Trennmitteln behandelt, die am Formteil nach dem Ausformen teilweise haften und heute vor einer nachfolgenden Lackierung oder Verklebung noch manuell entfernt werden müssen. Als Methoden zur Oberflächenreinigung steht neben dem Strahlverfahren mit CO2-Schnee, der Laserreinigung, dem Vakuumsaugstrahlen oder der Anwendung von VUV-Excimern die Plasmabehandlung bei Atmosphärendruck zur Verfügung. Eine technisch ausgereifte Lösung stellt der Plasma-Jet dar, der mit einer gepulsten, bogenähnlichen Gasentladung (20 kHz/20 kV) in einem Druckluftstrom (33 l/min) arbeitet. Messungen der Substrattemperatur mit einer IR-Kamera führten zur Optimierung des Plasmaverfahrens hinsichtlich der thermischen Belastung der zu reinigenden Verbundwerkstoff-Oberflächen. Eine Prozesskontrolle kann mit einem Aerosol-Benetzungstest erfolgen. An Musterbauteilen des Flugzeugs A350 wurde die Kombination automatisierter Reinigungsprozesse mit CO2-Schnee und Plasmaaktivierung bereits demonstriert. Auf dieser Basis kann ein Schema einer Prozesskette für die Oberflächenvorbehandlung, das Kleben und das Lackieren von CFK-Großstrukturen angegeben werden.