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大氣等離子清洗機

等離子清洗技術(shù)的應(yīng)用源于20世紀(jì)初，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子、紡織、塑料、航空、醫(yī)療以及汽車行業(yè)等領(lǐng)域，效果矚目。該技術(shù)與高能耗、高污染的濕法化學(xué)清洗工藝相比，具有無污染且無需干燥處理的優(yōu)點。

按照氣壓分類，等離子清洗技術(shù)又分為低壓（真空）等離子體和大氣(常壓)等離子清洗技術(shù)，真空等離子清洗機常在真空室中進行，由于要使用真空系統(tǒng)，設(shè)備投資費用高、被清洗工件受空間限制，難以實現(xiàn)規(guī)模連續(xù)處理，而大氣等離子清洗機使表面處理變得簡單、方便，因而開發(fā)大氣常壓等離子體清洗新技術(shù)和設(shè)備近年來己成為國內(nèi)外研究的熱點。

等離子清洗的目的

通過等離子體清洗，材料表面發(fā)生多種物理、化學(xué)變化，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯(lián)層，或引入極性基團，使親水性、粘結(jié)性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。在適宜的工藝條件下清洗材料表面，使其形態(tài)發(fā)生顯著變化，并引入多種自由基團，使表面由非極性、難粘性轉(zhuǎn)為有一定極性、易粘性和親水性，有利于粘結(jié)、涂覆和印刷。

等離子清洗前后對比

等離子清洗前后達(dá)因值對比
等離子清洗前后水滴角對比

等離子清洗前后潤濕性能對比

大氣等離子清洗機工作原理

射流大氣等離子清洗機由三個部分組成：供氣系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、等離子體噴槍。其中供氣系統(tǒng)通過空氣壓縮機來提供大流量的氣體，也可根據(jù)需求連接氣瓶。電源系統(tǒng)與AC220V電源連接，功率可調(diào)。大氣等離子體噴槍的原理如圖1所示，為滿足不同處理表面的要求配有不同類型的噴頭（如圖2所示）。

圖一大氣等離子清洗機噴槍原理示意圖
不同類型大氣等離子清洗機噴槍

圖二不同類型等離子噴槍

射流大氣常壓等離子體是使用電弧放電的方式來激發(fā)等離子體的。工作時，在電極上施加高壓，通入工作氣體后，兩極間產(chǎn)生較強的電流（幾安到幾十安），兩電極間的氣體被電離成等離子體，在強大的氣流作用下，迅速移動、噴出，形成射流等離子體。

大氣等離子清洗機清洗原理

等離子體中存在以下物質(zhì)處于高速運動狀態(tài)的電子處于激發(fā)狀態(tài)的中性原子、分子、原子團自由基離子化的原子、分子分子解離反應(yīng)過程中生成的輻射光線未反應(yīng)的分子、原子等。在基體表面的有機物、氧化物等污垢逐步活化分解，最終蒸發(fā)或脫離工件表面的過程。就反應(yīng)機理來說，等離子體清洗通常包括以下過程工作氣體被激發(fā)為等離子態(tài)氣相激發(fā)態(tài)物質(zhì)被吸附在固體表面被吸附粒子基團與固體表面污染物反應(yīng)生成產(chǎn)物分子產(chǎn)物分子解析形成氣相反應(yīng)殘余物脫離表面。

大氣等離子清洗機的類型

大氣等離子清洗機常見有兩種類型，大氣旋噴等離子清洗機（如圖3左邊），大氣直噴等離子清洗機（如圖3右邊），兩者的主要區(qū)別是一次清洗的范圍（下圖4展示了兩種等離子火焰寬度對比，大氣直噴等離子清洗機清洗寬度在10mm左右，大氣旋噴等離子清洗機清洗寬度在30-80mm之間），旋噴的較直噴的清洗范圍要大很多，因此直噴類型的大氣等離子清洗機適合線狀小面積清洗，大氣旋噴等離子清洗機適合面狀大面積清洗。

圖三左大氣旋噴等離子清洗機，右大氣直噴等離子清洗機

圖四兩種大氣等離子清洗機火焰寬度對比

除此之外大氣等離子清洗機還可以集成在各式自動化設(shè)備上，實現(xiàn)流水作業(yè)。最常見類型的是大氣等離子清洗機搭配三軸運動平臺（如圖5左所示）。另外對于清洗形狀較為復(fù)雜的工件也可以搭配機械手使用（如圖5右所示）。

圖五左三軸平臺+大氣等離子清洗機，右機械手+大氣等離子清洗機

大氣等離子清洗機常見應(yīng)用

噴墨、印刷、噴碼印字前處理，提高油墨附著力
新能源鋰電池電芯清洗提高藍(lán)膜粘接性能，改善極耳焊接性能
高分子塑膠表面活化，改善粘接性能
汽車保險杠、密封條處理提高表面浸潤性能，提升粘接品質(zhì)
玻璃表面有機物清洗，提高浸潤性能，提升后續(xù)鍍膜層附著力

大氣等離子清洗機清洗效果影響因素

清洗功率、清洗速度、清洗距離、清洗時間及工作氣體類型是決定大氣等離子清洗機清洗效果的主要因素。清洗距離和清洗速度對清洗效果影響較大，較小清洗距離和較小清洗速度產(chǎn)生的清洗效果更佳。

大氣等離子清洗機相較于真空等離子清洗機優(yōu)缺點對比

由于大氣等離子清洗機無需真空腔體，又能與計算機控制相結(jié)合，實現(xiàn)自動化清洗，既擺脫工件幾何尺寸和空間位置的限制，又能實現(xiàn)有選擇地清洗基體指定表面區(qū)域。對于產(chǎn)量大、需要 in-line 處理、平面型工件及面積較大的工件可以采用大氣等離子清洗機。大氣等離子清洗機雖擺脫了真空腔的限制，但其清洗效力較弱，因此對于產(chǎn)品品質(zhì)要求較高、需要使用特殊氣體、產(chǎn)品單價較高、產(chǎn)品形狀較復(fù)雜(3D)、或需要批量處理的工件，可以采用真空等離子清洗機。