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Anodisation et coloration de l’aluminium

Comment renforcer la surface de vos piéces d’alu

jeudi 13 décembre 2012, par Yves

Il nous arrive très souvent de fabriquer des pièces en aluminium car cette matière est légère et facile à usiner. Son seul problème est son coté tendre. Vos pièces sont donc souvent sujet à une usure précoce par les frottements et les chocs.

La méthode proposée ici permet de créer un traitement de surface qui les protégera et cerise sur le gâteau, nous verrons comment les coloriser pour leur donner un aspect impeccable.

Attention, cette technique comporte quelques risques. Vous devez donc impérativement prendre quelques précautions.

Ces images montrent différentes pièces en aluminimum fabriquées et anodisées en Do It Yourself grâce à cette méthode :

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 Anodisation de l’aluminium

Voici une technique pour anodiser les pièces d’aluminium que vous aurez usinées pour leur donner un traitement de surface qui va les durcir et les protéger.


Cette technique est simple à réaliser dans un atelier personnel voire une cuisine mais en prenant des précautions obligatoires car elle peut être dangereuse. Nous ne serons pas tenus responsables des accidents.

Autre information importante : ce traitement rend la pièce non conductrice du courant. Donc, ne pas anodiser des pièces qui devront transporter du courant. Si vous devez utiliser la pièce comme transport de masse faites les perçages (et taraudage) des prises de masse après le traitement.



L’anodisation, c’est quoi ?

Il s’agit d’une technique basée sur l’électrolyse qui dépose sur la surface de votre pièce une couche protectrice plus dure et résistante que ne l’est réellement l’aluminium brut.

Nous verrons également dans cet article une technique de coloration donnant à vos pièces un look aviation.

Cette technique de coloration utilise le changement d’état de la surface de votre pièce pour piéger des pigments de couleur dans la couche anodisée. Cet état ne durant pas très longtemps, il faut le faire juste après la phase d’électrolyse et ne peut être fait qu’une seule fois.

Si vous souhaitez recommencer, vous devrez donc retirer la couche protectrice précédente avec un tampon Jex recommencer la phase de polissage et l’électrolyse de la pièce.

L’anodisation, ça sert à quoi

Cette couche va donc protéger votre pièce contre l’usure due aux frottements ainsi qu’aux chocs.

Très utile notamment pour les pièces mécanique comme
- Les supports et épaulement de roulements à billes,
- Les supports moteurs,
- Les chapes et tiges de chapes,
- Les guignoles,
- Les palonniers,
- Les axes en alu,
- Les engrenages et pignons (Le bronze ou l’acier sont plus approprié)
- Et bien d’autres choses que vous souhaiterez protéger.

L’anodisation, pourquoi le faire ?

Nous trouvons dans le commerce de nombreuses pièces anodisées et parfois colorées. mais ces pièces sont chères (10$ pour un palonnier de 70mm par exemple). Alors que couper votre palonnier dans une plaque d’alu de 5mm puis l’anodiser suivant cette méthode ne vous coûtera que quelques centimes d’euros. Ce qui est déjà une excellente raison.

Mais même pour ceux qui ne considéreraient pas le coût comme un problème, il y a des pièces qui n’existent pas dans le commerce. Vous devez donc impérativement les fabriquer vous-même. Cela n’implique pas obligatoirement de fabriquer des pièces non traitées et donc moins résistantes. Vous allez pouvoir fabriquer des pièces aussi propres et durables que celles que vous achèteriez.

Une dernière raison si je ne vous avais pas encore convaincu du bien fondé d’utiliser cette méthode est le fini obtenu, surtout après coloration, qui vous donne une pièce vraiment magnifique ;)

 Matériel

- Un bac pour l’électrolyse (plastique surtout pas de métal)

Bac plastique

- Eau distillée

Eau Distilee

- Acide sulfurique

Acide Sulfurique

- Acétone

Acetone

- Soude

Soude caustique

- Une alimentation à courant continu 12v (ou chargeur ou batterie plomb ou au gel)

Alim Labo

- Un fil d’alu tordu en « S » pour en faire un double crochet.

Attention, pas d’autre métal ni alliage : éventuellement du carbone si vous n’avez pas d’alu.. Mais un autre métal ou alliage empêcherait le bon fonctionnement du procédé

Crochet en S

- Deux pinces crocodiles

Croco

- Deux fils de mesures (rouge et noir de préférence)

Bananes

- Une paire de gants caoutchouc pour vous protéger de l’acide

Gants Mappa

- Une pare de gants latex non talqué pour manipuler la pièce

Gants Latex

- Une paire de lunette pour protéger vos yeux

- Mine de graphite

 Étapes de fabrication

Préparation du bain :

Versez dans votre bac 2/3 d’eau distillée. Versez au dessus de votre eau 1/3 d’acide sulfurique.

SURTOUT PAS L’INVERSE : il y aurait des projections d’acide très violentes et donc dangereuses.

Attention également à la montée rapide du mélange en température. Donc pour le bac privilégiez du verre bien épais ou du plastique épais et anti-corrosion. J’ai déjà vu des pots à confitures casser par le changement brusque de température.

Autre précaution, faites ce mélange dans un évier. En cas de débordement ou autres incidents il est préférable que l’acide soit contenu dans l’évier et puisse s’évacuer, plutôt que de se répandre sur la moquette du salon. ;)

Ça vous évitera bien des problèmes avec Madame ;)

Préparation de l’électrolyse :

Circuit électrique

Anode :

Prenez votre « S » en fil d’alu : il va devenir votre anode (+). Connectez-le avec un fil rouge à l’aide d’une pince croco à une des deux boucles. Le fil et/ou la pince ne doivent pas être immergés.

Fixez votre pièce à l’autre boucle du « S ». Accrochez la boucle reliée à la pince croco au bord du bac.

Immergez complètement votre pièce. La continuité entre votre fil de mesures et votre pièce doit être parfaite : contrôlez-la à l’aide d’un ohmmètre.

Cathode :

Reliez votre mine de graphite au fil noir à l’aide d’une pince croco à une extrémité. C’est votre cathode (-). Plongez-la dans votre bain.

Plus il y aura de graphite dan le bain plus vite l’anodisation se fera et plus la couche de protection sera épaisse. Mais prenez soin de ne pas mettre la pince ou le fil en contact avec le bain.

 Nettoyage de la pièce

Attention, avant de tenter tout traitement de surface, vous devez IMPECCABLEMENT nettoyer votre pièce.

Lorsque vous touchez une pièce avec vos doigts, vous déposez dessus des traces grasses. Il peut également rester des traces d’anodisations précédentes ou encore tout simplement la pièce peut être sale ou oxydée.

Si vous ne nettoyez pas la pièce, le traitement ne se fera pas sur les parties sales et votre traitement ne sera donc pas régulier et lors de la coloration, seules les partie correctement traitées seront colorisées laissant ainsi de vilaines traces inesthétiques.

Il est donc important de ne pas négliger cette étape primordiale pour réussir le traitement de la pièce.

Comment bien la nettoyer :

Il existe plusieurs méthodes à choisir en fonction de l’état de votre pièce.
Nous allons donc les lister et vous choisirez celle (s) qui vous paraissent les plus adaptées.

La désoxydation :

Cette étape est à appliquer obligatoirement sur des faces non usinées.

Il existe plusieurs qualités d’aluminium. Chacune de ces qualités aura tendance à oxyder à des degrés différents mais toutes oxyderont avec certitude.

Comme son nom l’indique l’oxydation est une réaction chimique qui commence quand le métal est en contact avec l’air.

En fait, cette oxydation se fait plus ou moins vite en fonction de la qualité du métal. Le temps à donc une impotence sur l’épaisseur de cette couche d’oxyde que vous allez devoir retirer. Une face usinée n’est pas oxydée, mais immédiatement après, des qu’il est en contact avec l’air cette oxydation commence. Si vous traiter cette pièce rapidement vous pouvez vous passer de cette étape. Mais après quelques heures, l’oxydation devient importante et donc gênante pour le traitement.

Pour retirer la couche d’oxydation, vous devez soit :
- usiner toutes les faces (impossible si la pièce est aux cotes)
- poncer toutes les faces (pas simple sur des formes complexes)
- polir (pas simple non plus selon les formes)
- passer dans un bain d’acétone (simple mais déjà suffisant sur une oxydation légère)
- passer dans un bain de soude (très efficace mais dangereux)

Ne faites pas de manipulations si vous n’avez pas d’expérience des réactions chimiques ou que vous ne disposez pas du matériel adéquat. Nous ne serons pas tenus responsables des accidents.

Le polissage :

Cette opération n’est pas indispensable suivant le rendu que vous souhaitez. Mais elle retirera toute trace de coupe, de traçage, de ponçage etc en donnant un aspect brillant impeccable.

Dégraissage de la pièce :

Pour le faire, passez la pièce dans un bain d’acétone ou de trichloréthylène. Si vous ne disposez ni de l’un ni de l’autre, vous pouvez la laver avec un savon contenant un agent mouillant (Du liquide vaisselle comme du Mir). L’agent mouillant a l’avantage d’éviter les dépôts de poussières.

Vous pouvez aussi utiliser les deux méthodes pour un dégraissage parfait et une protection anti-poussières.

Une fois cette opération terminée, vous ne devez en aucun cas toucher la pièce avec les doigts. Utilisez des gants en latex non poudrés.

Séchage :

Laissez sécher à l’air libre ou utilisez un sèche cheveux ou un pistolet à air chaud.

 Préserver des zones

Il peut parfois être intéressant de garder des parties de la pièces non colorisées. Là encore, plusieurs solutions.

- Refaire une passe fine de fraisage sur les parties à ne pas coloriser. Mais cette méthode enlève aussi la couche de protection. Elle peut être utilisée uniquement si le but de l’opération est de rendre la pièce "plus jolie" ou pour du marquage. Par exemple, tracer un nom ou un N° de série ou une référence..

- Pour les filets ou taraudages, vous pouvez passer votre filière ou votre taraud après l’électrolyse et avant la coloration. Cette méthode est celle utilisée sur les pièces chinoises que vous achetez dans le commerce. il est également possible de le faire après coloration. Mais ces méthodes enlèvent la protection sur les filets ce qui n’est pas une bonne idée.

- Vernir les zones à protéger. Cette méthode est à mon avis la meilleure. Elle se fait entre l’électrolyse et la coloration. Elle est assez simple à réaliser puisqu’il suffit de passer une couche de verni sur les zones à protéger. Vous pouvez le faire au pinceau ou au spray ou à l’aérographe. Mais les deux dernières imposent un masquage des zones qui seront colorisées.

 Contrôle du courant

Nous utiliserons de préférence une alimentation de labo pour pouvoir maîtriser l’intensité du courant, de 1 à 2A/dm² de surface à traiter.

Une batterie 12v (plomb ou gel) ou un chargeur de batteries peut faire l’affaire. Mais adaptez les temps d’électrolyse au courant débité pas le générateur.

Vous devrez ajuster le courant en fonction de la surface de la pièce à traiter mais également de l’épaisseur de la couche de traitement à obtenir. (d’où l’intérêt d’une alimentation de labo)

- 1.2 A/dm² pour une épaisseur de 5 -10 µ
- 1,5 A/dm² pour une épaisseur de 15 µ
- 1.5 – 2.0 A/dm² pour une épaisseur de 20-25 µ

Ces courants sont à adapter en fonction de vos tests réalisés sur des chutes du même métal que celui à traiter.

 Durée du traitement :

Pour la durée, c’est un peu plus compliqué car vous devrez faire un petit calcul. Mais rien de trop difficile non plus. J’ai trouvé cette formule sur un super forum dédié à l’usinage, son auteur est "clhore", membre de usinages.com.

Clhore donne cette formule comme empirique mais opérationnelle.

Pour ma part, je vous conseille malgré cela de faire des tests sur une chute du même alu (et avec la même qualité de graphite) en adaptant cette formule en fonction du résultat obtenu qui peut changer en fonction des spécificités du métal a traiter .

Faites de même avec toutes nouvelle référence d’alu que vous aurez à traiter (voir même de nouveau fournisseur) Notez les bien pour vos travaux futures.

Donc voilà cette fameuse formule :

E = 0,3 x I x T

- E = épaisseur en µm (microns, millièmes de millimètres),
- I = intensité de courant en ampères
- T = temps en minutes

Vous pouvez bien sur utiliser un ampèremètre pour calculer plus facilement le temps, à monter en série quelque part sur le circuit.

 Où trouver du graphite

Le plus simple est de chercher des mines de crayon pour stylos porte-mine mais ces mines sont le plus souvent trop fines voire très courtes. On ne parle même pas d’utiliser de la mine 0,5 : elle ne permettrait pas de traiter une pièce. Il y a surtout des mines à esquisses. Vous les trouverez dans des magasins spécialisés en graphisme (Graphigro par exemple).

Mine de graphite

Si il n’y a pas ça près de chez vous, vous pouvez vous rabattre sur la mine des crayons de charpentier. Ces mines ont une section carrée (de 5 à 7 X 2 mm et d’environ 20cm de long. Leur seul défaut est que vous allez devoir dépiauter le bois au cutter ce qui peut être fastidieux mais pas non plus impossible. (attention sur la fin de cette opération la mine reste fragile et a tendance à casser. Allez y doucement)

Crayon de charpentier

Autre solution, chercher des électrodes en graphite. Elles sont utilisée dans l’industrie pour pas mal d’applications (dont l’anodisation industrielle). Mais là, leur taille peut être vraiment gigantesque. De plus, comme souvent pour l’équipement industriel elles sont vendues par lots dont le plus petit vous permettrait d’anodiser des pièces jusqu’à la fin de vos jours ;). Mais en cherchant bien cela devrait être possible.

Electrode Graphite

Encore une solution, le graphite est utilisé dans pas mal d’applications. Chercher l’une d’entre elle et chercher les consommables qui sont utilisés.
Par exemple les projecteurs à arc (pour le cinéma entre autre) Mais attention, le plus souvent ces barres de graphite sont recouverte d’un film de cuivre. Il vous faudra le retirer.

Electrode pour projecteur

Liens utiles :

Un article très intéressant sur la résistance électrique du graphite. Ce qui permettra de mieux choisir les mines et de connaître leur résistance en fonction de leur grade (N° de H ou de B).

Un lien marchand pour des mines de grosses section.

Un autre lien aussi à conserver pour vos achats, vraiment très intéressant.

 Les erreurs

Cela n’a pas fonctionné : quelles en sont les causes possibles :

Malfaçon de l’anodisation :

- La pièce a été mal ou insuffisamment préparée.
- La pièce n’a pas été dégraissée ou a été touchée avec les doigts
- La pièce n’a pas été correctement désoxydée.
- Le temps de l’électrolyse est insuffisant
- L’ampérage du courant est insuffisant par rapport à la surface de la pièce.
- La mine de graphite est trop petite et ne permet pas un transfert suffisant
- Un autre métal est en contact avec le bain soit côté cathode soit côté anode.
- La pièce a déjà été traitée, la rendant non conductrice. L’anodisation ne peut donc avoir lieu.

Malfaçon de la coloration :

- Vous utilisez une encre dont les pigments ne sont pas assez fins pour être piégés par la couche protectrice. Changez d’encre et faites des essais une une chute de même métal.

- Il reste des traces et la coloration ne se fait pas sur certaines zones de la pièce : la pièce a été touchée avec les doigts ou la pièce a été mal rincée.

- La coloration est régulière mais légère : l’encre utilisée n’est pas suffisamment pigmentée, ou le temps du bain coloré n’est pas assez long : chauffez votre encre au bain marie avant d’y plonger la pièce. Ou bien l’étape de coloration n’a pas été faite immédiatement après l’électrolyse.

Vos commentaires

  • Le 30 janvier à 16:55, par cassani En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    Bonjour, je souhaiterai traiter mes casseroles en aluminium pour des raisons de santé et utilisation durable. est ce possible ? quel procédé serait le plus adapté ? Merci

    Répondre à ce message

  • Le 23 janvier 2015 à 18:46, par Hupez En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    Votre description de l’electrolyse est complet . Comment faites vous pour colorier ( couleur ajoutée au bain d’électrolyse ou couleur appliquée ensuite ? Combien de temps après électrolyse et quel procédé ( pinceau ou pistolet ? ) quel type d’encre ou peinture utilisez vous ?
    Merci pour votre réponse

    Répondre à ce message

  • Le 17 décembre 2014 à 16:58, par Adélaide En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    Bonjour,
    Tout d’abord merci pour cet aticle qui m’est très util.
    Je me pose les questions suivantes :
    - Est -il possible de ne pas colorer et colmater directement après anodisation de l’aluminium ?
    - Si oui, quelles sont les conditions de stackage optimales ?
    - Comment être sur que la couche d’alumine protectrice ne s’est pas reformée avant de réaliser la coloration ?
    Merci d’avance pour vos réponses !

    Répondre à ce message

  • Le 17 mars 2014 à 17:05, par Thomas En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    Bonjour,
    j’ai actuellement 2 pièces en alu anodisé en jaune / or qui n’ont pas la même couleur (car les deux pièces viennent d’un fabriquant différent). Or pour que ça soit plus esthétique, je soit que les couleur soit les mêmes. Mon pb, c’est que je ne sait pas si c’est fait dans le même alu., si ça n’est pas le cas, la coloration sera-t-elle la même si je les fait tremper dans le même bain ?
    J’ai bien compris qu’il me faudrait au préalable supprimer la première couche d’anodisation (je suppose que le traitement est forcément mécanique : ponçage, etc...) , mais ensuite étant donné que je n’ai pas de chute, comment faire mes tests pour déterminer les bonnes conditions ?
    Cordialement,
    Tom

    • Le 17 mars 2014 à 20:38, par Julien H. En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

      Bonjour,
      Si les fournisseurs ne peuvent pas vous fournir les informations, il faut alors faire un test sur la zone la moins visible de la pièce, en protégeant tout le reste.
      Ce sera intéressant de connaitre la solution que vous avez choisie.

    Répondre à ce message

  • Le 28 juin 2015 à 16:34, par ben fathallah akram En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    je recherche quel type de colorant pour faire la coloration de l’aluminium par l’anodisation dur electrolytique et merci

    Répondre à ce message

  • Le 18 mars 2015 à 00:48, par Hupez En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    Pour l’électrolyse utilisez vous 35 % d’ H2SO4 N dilue ds 65% d’H2O ?
    certains sites proposent une concentration toute différente .
    P. Hupez

    Répondre à ce message

  • Le 2 janvier 2015 à 12:06, par Grepinet En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    Bonjour est-il possible de réaliser des anodisations de cette facons sur des pièces qui obtienne des contraintes ? j’ai pus lire que cela pouvais fragiliser la pièces dans le temps en réalisant cette méthodes est ce vrai ?
    Cordialement

    Répondre à ce message

  • Le 29 décembre 2012 à 13:26, par NAVARRO En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

    TOUT EST CLAIR ET PRÉCIS ET DONNE VRAIMENT ENVIE D’ESSAYER.
    MERCI POUR TOUTES CES INFOS

    • Le 10 février 2013 à 10:58, par Alban En réponse à : Anodisation et coloration de l’aluminium

      Euh ...Oui effectivement. Mais pour la partie coloration comment fait On ? Faut il acheter des colorants en poudre ? rajouter de la peinture ? je ne comprend pas cette partie ...Merci en tout cas pour cet interessant article.

    Répondre à ce message

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