Le plasma, un état de la matière formé par l'ionisation d'un gaz, permet de modifier les propriétés de surface de composants métalliques ou plastiques sans endommager le substrat. Cette technologie est largement utilisée pour améliorer l'adhérence des colles chimiques, des encres et des revêtements. Pour l'industrie de la fabrication aérospatiale, elle constitue souvent une solution efficace aux problèmes de collage faible, de délaminage ou de défaillance des revêtements.
Ryan Blaik, responsable commercial chez PVA TePla à Corona, en Californie, souligne : « Le plasma, composé d'ions, d'électrons et d'espèces réactives, permet un nettoyage de précision, une décontamination et une augmentation de la mouillabilité de surface. Ces méthodes peuvent parfois multiplier la résistance du collage par un facteur allant jusqu'à 50. » Parmi les différentes méthodes d'application, la plume plasma est devenue un choix privilégié en raison de sa praticité. Elle utilise une décharge pour ioniser un gaz à pression atmosphérique, permettant un traitement localisé ou global.
Blaik explique : « Le plasma généré par la pointe de la plume peut être appliqué avec précision sur une zone spécifique ou sur l'ensemble du composant. » Les plumes plasma sont généralement intégrées dans des lignes de production automatisées ou manipulées par des robots. Comparées aux enceintes de traitement sous vide traditionnelles, elles réduisent les coûts, la consommation d'énergie et les dépenses opérationnelles, les rendant plus adaptées aux besoins de production à petite échelle ou à grande vitesse. Dans le secteur aérospatial, les plumes plasma sont déjà utilisées pour améliorer l'assemblage d'écrans plats, la fabrication de cellules photovoltaïques et le collage de polymères.
Le traitement plasma améliore principalement l'adhérence en augmentant l'énergie libre de surface du matériau. Blaik précise : « La plupart des matériaux sont initialement hydrophobes. La plume plasma peut les modifier pour les rendre hydrophiles, améliorant ainsi leur capacité à se lier avec les adhésifs chimiques. » Ceci est particulièrement crucial dans les procédés de surmoulage, par exemple lorsque du silicone protège une carte électronique. Le traitement plasma peut réduire la formation de bulles et empêcher l'infiltration d'humidité, évitant ainsi la corrosion ou les courts-circuits.
Les plumes plasma atmosphériques peuvent générer un plasma soufflé ou une décharge corona. Le plasma soufflé forme un panache via un gaz porteur, traitant des surfaces plus larges. Par exemple, le PlasmaPen de PVA TePla peut délivrer un faisceau d'une largeur de 3 à 10 mm. Sa conception garantit un panache électriquement neutre, évitant d'endommager les matériaux sensibles. La décharge corona est quant à elle adaptée aux surfaces dures, mais peut ne pas convenir aux composants sensibles à la chaleur.
Les fabricants comme PVA TePla proposent des options de personnalisation, incluant l'ajustement des paramètres du panache et le refroidissement de la pointe, pour contrôler l'intensité du traitement. Blaik recommande : « L'utilisation d'une plume plasma nécessite un réglage fin de la distance et du temps de séjour, ainsi qu'un angle d'inclinaison de 30° à 60° pour éviter le rebond des contaminants. » Les plumes plasma peuvent être intégrées de manière flexible dans les lignes de production aérospatiales, prenant en charge les opérations robotisées pour un traitement localisé ou complet, améliorant ainsi la fiabilité et les performances des assemblages collés.
