FH-Impuls 2016: Exploratives Projekt „Precise - Plasma extended robot for enhanced intelligent surface editing“ im Rahmen der Partnerschaft "Plasma for Life“

Die Material- und Oberflächenbehandlung und/oder Veredelung stellt in vielfältigen Anwendungen eine wichtige Kernkompetenz dar, um verschiedenste additive Fertigungsverfahren oder bestimmende Materialeigenschaften zu erzielen.

Die Plasmabehandlung ist in diesem Bereich eine der neuesten und zukunftsweisendsten Methoden, um diese Ziele zu erreichen und die Anwendungen von solchen plasmabasierten Verfahren zeigen bereits heute ein exponentielles Wachstum. Insbesondere die dielektrisch behinderte Entladung in einem Volumen (Volumen DBD) ist ein vielversprechendes Verfahren. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen Abstand der Elektrode zum Substrat von 1 bis maximal 5 mm. Abhängig davon wie groß der Abstand in diesem Bereich tatsächlich ist, können unterschiedliche Effekte mit unterschiedlichen Effizienzen erzeugt werden. Um diesen Bereich möglichst optimal nutzen zu können, Plasmaeffekte auf einem Werkstück gleichmäßig zu erzeugen und damit entscheidend die Behandlungsqualität und die Reproduzierbarkeit zu optimieren, muss die Distanz von Elektrode und Werkstück in einem Bereich von 100 bis 500 μm geregelt werden können.

Das explorative Projekt Robotik wird diesen Herausforderungen daher begegnen, in dem eine bereits am Markt etablierte Quelle für kaltes Atmosphärendruckplasma (CAP) an einem kollaborierenden Roboterarm vollständig integriert wird. So kann der gesamte Prozess der Material- und Oberflächenbehandlung voll automatisiert durchgeführt werden. Um einen gleichbleibenden Abstand von wenigen Millimetern mit einer Genauigkeit im Submillimeterbereich sicherzustellen, wird eine Plasmaprozessgröße zur Führung des Roboterarms zurückgekoppelt und mit Kamerapositionsdaten abgeglichen. Dadurch kann die Plasmaquelle das Werkstück präzise behandeln und somit die gleichmäßige Qualität der Plasmabehandlung über das gesamte Werkstück sicherstellen. Insbesondere die Rückkopplung der Plasmaprozessgröße zur Steuerung des Roboterarms stellt eine vielversprechende Innovation dar.