Progetti di ricerca promossi dal Ministero federale tedesco per l'istruzione e la ricerca
Nell’ambito dei progetti di ricerca "EFFICOAT" e “Protect-Select” promossi dal Ministero federale tedesco per l'istruzione e la ricerca numerosi partner si sono uniti per raggiungere gli obiettivi del progetto.
Progetto EFFICOAT Progetto Protect-Select
Progetto EFFICOAT: Il futuro dell’automobile – nuove combinazioni di materiali con struttura leggera e rivestimento al plasma
Chiamata a soddisfare requisiti sempre più severi sul fronte dell’efficienza dei processi di produzione, della salvaguardia delle risorse e dell’impiego di strutture leggere in grado di ridurre i consumi energetici, l’industria automobilistica non può più affidarsi alle tradizionali strutture in lamiera. Per ridurre il peso complessivo di un autoveicolo, molti componenti devono essere prodotti con le moderne strutture leggere. Il progetto integrato EFFICOAT, finanziato dal Ministero federale per l’Istruzione e la Ricerca e tutorato dal promotore Karlsruhe, ha come oggetto di ricerca la produzione con la tecnologia termoplastica di componenti ibridi monostrato con superficie verniciabile di classe A. Parallelamente, il progetto si propone di ridurre fino al 50% le risorse impiegate.
I partner del progetto integrato EFFICOAT sono: Peguform GmbH, Anchor Lamina GmbH, GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, KraussMaffei Technologies GmbH, Plasmatreat GmbH, TU Chemnitz (Institut für Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik - Istituto di meccanica generale e tecnologia delle materie plastiche) e Volkswagen AG.
Il procedimento
Plasmatreat si è assunta l’incarico di sviluppare strati promotori di adesione per il pretrattamento e l’annegamento in situ di elementi in lamiera, quali antenne o sensori. A tale scopo, si procede all’applicazione dei più diversi precursori sulla superficie di vari metalli con l’ausilio della polimerizzazione al plasma con il metodo PlasmaPlus® e alla determinazione dell’adesione, dopo l’iniezione del materiale plastico, mediante prove di resistenza a taglio e a trazione.
I riscontri positivi
I primi risultati mostrano già la parziale rottura del substrato e forniscono pertanto una prova evidente dell’elevata adesione dei componenti trattati con PlasmaPlus®e del grosso potenziale del rivestimento al plasma a pressione atmosferica. Questo metodo permette di sostituire completamente i primer a base di solventi con l’applicazione in-line di uno strato di primer chimico secco con il metodo PlasmaPlus® . I risultati di EFFICOAT possono essere trasferiti completamente su altri componenti ed essere sfruttati dalle case automobilistiche così come dai costruttori di altri settori.
Progetto Protect-Select: Protezione anticorrosione selettiva per i componenti elettronici con lo strato barriera PlasmaPlus®
Al progetto Protect-Select finanziato dal Ministero federale per l’Istruzione e la Ricerca hanno collaborato le società Siemens, Epcos e Infineon, l’Istituto Fraunhofer per la tecnica di produzione e la ricerca applicata sui materiali (Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung) e Plasmatreat in qualità di costruttore degli impianti. L’obiettivo era munire i componenti elettronici di un sottile rivestimento anticorrosione stabile nel tempo, per proteggerli selettivamente dagli agenti corrosivi e dalle sollecitazioni climatiche estreme con una soluzione efficiente e rispettosa delle risorse. La deposizione di questi strati è stata realizzata con il metodo PlasmaPlus® mediante polimerizzazione al plasma a pressione atmosferica.
La situazione di partenza
La protezione selettiva di componenti ed elementi elettronici dagli agenti climatici è di estrema importanza per l’affidabilità di numerosi prodotti. Quasi la metà dei guasti cui sono soggette le moderne autovetture è riconducibile ai danni che invecchiamento e corrosione arrecano ai componenti elettronici. La protezione da umidità, sostanze chimiche e gas nocivi, anche a temperature estreme, è un presupposto fondamentale per evitare questo tipo di guasti.
Il compito di fornire questa protezione è affidato attualmente soprattutto a vernici, mastici polimerici o gel (silicone). Il loro impiego ha però ormai raggiunto i limiti di sostenibilità economica ed ecologica, dal momento che la loro applicazione è costosa e richiede molto tempo. Questi prodotti sono, nella maggior parte dei casi, a base di solventi (VOC) e possono essere applicati soltanto in strati relativamente spessi e con scarsa selettività. A seconda del tipo di strato protettivo possono prodursi anche altri svantaggi, come una scarsa dissipazione termica, l’assorbimento di umidità, la delaminazione del rivestimento applicato o l’attenuazione indesiderata dei sensori.
I riscontri positivi
Nell’ambito del progetto integrato Protect-Select, si è riusciti a sviluppare un nuovo metodo per l’applicazione di rivestimenti sui componenti elettronici utilizzando la tecnologia Openair-Plasma® . Il processo PlasmaPlus® consente la deposizione di sottili strati polimerici al plasma, trasparenti e isolanti, per assicurare ai componenti elettronici, e in particolare ai circuiti stampati, una protezione localizzata contro l’invecchiamento. L’elevato effetto barriera di questi strati sottili non solo fa aumentare la durata e l’affidabilità del prodotto, ma riduce anche sensibilmente i costi.
Il progetto è stato promosso dal Ministero federale per l’Istruzione e la Ricerca con il bando “Smartplas” e “Mikroplas” (numeri di progetto da 13N9244 a 13N9248) e tutorato dal Centro tecnologico VDI di Düsseldorf (VDI Technologiezentrum) che ne è promotore.
