Plazma Teknolojisi
Plazmanın yüksek enerji düzeyi (300 derece) sayesinde malzemenin yüzeyindeki kimyasal veya organik maddelerin yapıları geçici olarak kırılabilir. Hassas temizlik sayesinde hassas yüzeyler bile istenmeyen proses artıklarından tamamen temizlenebilir. Bunun sonucunda sonraki kaplama, boya ve yapıştırma için en iyi koşullar elde edilir. Atmosferik Quantum Plazma yüzey işlemi ile kimyasal kullanmadan %100 hijyen sağlar. Quantum plazma ile hidrofilik yüzey elde edilerek, malzemelerin hemen işlenmeye devam edilebilmesini sağlar.
Quantum Plazma bütünüyle elektriksel olarak nötral olan ve rasgele doğrultularda haraket eden pozitif ve negatif yüklü parçacıklar topluluğudur. Termal dengedeki katı bir madde, genelde sabit bir basınçta, sıcaklığının arttırılması ile sıvı aline geçmektedir. Sıcaklığı biraz daha arttırılırsa sıvı gaz haline geçmektedir. Sıcaklığı daha da arttırdığımızda gaz atomlarından elektron kopuşları olmakta ve gaz atonları serbestçe hareket eden yüklü parçacıklara (pozitif iyonlar ve elektronlar) ayrışarak maddenin dördüncü hali olan plazma haline dönüşürler.
Plazma bünyesinde; elektronlar, iyonlar, fotonlar, uyarılmış atomlar veya moleküller, radikaller, metastable atomlar, notral atomlar barındırır. Plazma içinde oluşan reaktif parçacıklar metaryelin temel özelliğini bozmadan yüzeyde yüzey aktivasyonu, temizleme, aşındırma, aşılama, çapraz bağlama şeklinde çeşitli modifikasyonlara sebep olmaktadır.
Atmosferik Plazma
Plazma Nozulu (ark şiddetinin oluşturulduğu yer) plazmanın oluşturulduğu yer olup aynı zamanda elektrik ve gazın birleştiği noktadır. Bu kısım dışı paslanmaz çelik, içi pirinçten imal edilmiştir. Bu parça quartz tüp şeklinde üretilmiştir. Paslanmaz çelik uç, yüksek voltaj ve yüksek frekans (pulse) yardımı ile elektrot gibi çalışmasını sağlar. 100Mohm’luk bir direnç yardımı ile DC güç kaynağına bağlanır. Burada direnç deşarj akımını sınırlamak için kullanılır. Nozul ile kuvars tüp arasındaki mesafe yaklaşık 5 mm’dir. Çelik nozul ucunun yarıçapı yaklaşık 100lm ve kuvars tüpün iç çapı 1mm’dir.
Yukarıda belirtilen işlemler açık havada yapılmalıdır. Uygulama sırasında gaz akışı kütle akış kontrolü ile kontrol edilmelidir. Nozüle 12kV yüksek voltaj uygulandığında ve havanın kuvars tüpten 3l/dk gaz akış hızında akmasına izin verildiğinde, nozül ucunda homojen bir hava plazması ve nozül sümüklüböceği oluşur.
Yüksek Gerilim Transformatörü
Yüksek gerilim transformatörü, plazma oluşumunda etkin rol oynayan ark oluşumunu sağlamak amacıyla elektriğin istenilen yüksek gerilimlere çıkarılmasını sağlayan devre elemanıdır. Bu işlem güç elektroniğinde kullanılan devre elemanları ve mikroişlemciler yardımıyla gerçekleştirilir. Yüksek gerilim transformatöründe gerilim istenilen seviyelere çıkarılıp düşürülebilir, böylece uygulama yapılacak yüzeyin durumuna göre istenilen plazma seviyesinin oluşması sağlanır. Bu işlemler için gerilimin arttırılması yeterli değildir. Frekansın da arttırılması gerekir. Şehir şebekesinde kullanılan 50Hz frekansı kontrol ve güç kartımız üzerinde bulunan devre ve osilatör sayesinde 25kHz’e kadar çıkarabiliyoruz. Bu da cihaz üzerindeki ayar potu ile ayarlanabilmektedir. Bu ayar potları sayesinde çıkış voltajı ve frekansı istenilen seviyelere yükseltilebilir veya düşürülebilir.
Cihaz içerisinde iki farklı elektronik kart bulunacaktır. Bunlardan ilki güç kartı olacaktır. Üzerinde güç elektroniği devre elemanları (diyotlar, mosfetler, kondansatörler vb.) bulunacak ve kumandadan güç bağlantısı kesilmiş olacaktır. Diğer kart ise mikroişlemci ve ayar potansiyometrelerinin bulunduğu karttır. Bu kart ile gerilim ve frekansların ekranlarda gösterilmesini ve istenilen seviyelerde çalışmasını sağlayan devre yazılımı bulunmaktadır.
Sistemin çalışma algoritması yüksek gerilim trafosundaki gerilim sarım sayısına ve trafonun çalışma prensibine bağlı olarak arttırılır ve yüksek gerilim düşük akım elde edilir. Mikroişlemci içerisinde bulunan osilatör yardımı ile frekans anahtarlanır ve istenilen frekans seviyeleri elde edilir. Bu sayede voltaj ve frekansı arttırarak çıkış ucunda arkın oluşmasını sağlayacak elektriksel seviyeye ulaşmış oluruz.
Plazma elde etmek için gerekli olan devre kartı yüzeysel olarak bu şekilde ifade edilir. Sonrasında nozulda ark oluşumu başlar. Fakat ark sıcaklığı 6000 dereceye kadar ulaşabiliyor. O ısıyı hava ile 200-250 dereceye düşürmemiz gerekiyor. Eğer ısı düşürülmezse patlama olabilir. Ark, polariteden nötraliteye atlayacak şekilde oluşuyor. Bu ark basınçlı hava ile oluşturulur. Bu alanda hava kavisli bir şekilde dönerek proses yüzeyine doğru hareket eder. Bu hareket vorteks olarak adlandırılır. Hava döndükçe hız kazanır ve dönerek arktan çıkar. Ark da havayı takip eder. Ark bu şekilde yüzeye temas ettiğinde ısı transferi gerçekleşir. Yüzeye 200-250 derecelik bir ısı verilir. Bu ısı partiküllerin buharlaşması için yeterlidir. Prosesin bir diğer özelliği de işlemin kısa sürede tamamlanmasıdır. Normal şartlarda bu sıcaklığa ulaşmak için çok yüksek bir enerji tüketimi gerekmektedir. Fakat bu yöntem ile 500-800 watt arasında bir enerji tüketimi ile gerçekleştiriliyor. Anlık olarak yüksek frekans ve yüksek voltaj uygulayarak bu işlemi gerçekleştirebiliyoruz.
Manyetik Alan Güç Elektroniği Tasarımı
Plazma oluşturulması için gerekli olan yüksek gerilim devresini oluşturmak için transformatördeki sargılar, primer ve sekonder sargılarda elektromanyetik etkileşim yoluyla elektrik taşırlar. Bu taşıma sırasında sarım sayısı ve kablo kesiti gibi durumlarda elektrik istenilen seviyelere yükseltilip alçaltılabilir. Manyetik alan kullanılarak elektrik istenilen seviyelere yükseltilir. Girişe uygulanan gerilimin kaç kat yükseltileceği sarım sayısına göre belirlenir.
Frekans Amplifikatörü
Çalışma fonksiyonlarının temelini oluşturan faktörlerden biri olan frekans, mikroişlemcinin darbe modülasyonu ile istenilen seviyelerde anahtarlama yapılarak frekansın istenilen seviyelere çıkarılmasını veya düşürülmesini sağlar. Bu sayede frekans 50Hz’den 25kHz’e kadar çıkabilmektedir.
Bizden Fotoğraflar
Previous slide
Next slide