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 Le tutoriel sur l'anodisation

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DidierV



Nombre de messages : 15
Localisation : Sud de la france
Date d'inscription : 09/01/2019

MessageSujet: Le tutoriel sur l'anodisation   Jeu 10 Jan - 10:19

Bonjour à tous,

Comme promis dans ma présentation je posterais dans ce fil le tutoriel sur l'anodisation de l'aluminium.

Ce tutoriel est en grande partie issu d'un autre que j'ai réalisé pour le modélisme. J'en reprends les bases pour l'adapter à ce que l'on peut rencontrer « chez les anciennes », en particulier en terme d'alliage.
Cette première partie est plus une présentation...

L'anodisation, d’où ça vient, c'est quoi, à quoi ça sert ?

L'anodisation n'est pas une technique récente ! Elle date des années 20 et a très vite trouvé des applications. En fait, elle suit pas à pas la découverte et le développement de l'aluminium.

L'anodisation consiste à forcer la construction d'une couche d'oxyde (alumine) sur l'aluminum. Cette couche d'oxyde a des caractéristiques uniques :

- Elle est parfaitement régulière à 2 ou 3 µ prêt.
- Elle est d'une dureté qui la place au niveau de la céramique !
- Elle a un point de fusion dans les 2000°, ce qui en fait une très bonne barrière thermique...
- Elle est diélectrique (blocage de la corrosion galvanique)
- Elle est poreuse, ce qui permet de la colorer avec des pigments et cerise sur le gâteau, il est très facile de refermer ces pores pour durcir encore plus la surface...

Très peu d’éléments chimiques attaquent l'alumine : Les hydrocarbures et les solvants n'auront aucun effet sur une pièce anodisée.
Par exemple, c'est le revêtement idéal pour des carters moteurs ou des pièces exposées aux gravillons comme des étriers de freins.
C'est aussi un résultat très esthétique pour des pièces d'aspect.

Mais, ce qui fait que c'est LA protection ultime est encore plus sympa est méconnu :

Si vous faites une peinture, vous réalisez en faite une « peau » sur la matière ! Pareil avec le chromage, le nickelage, le cadmiage, bref avec tous les traitements de surface, OK ?
Avec l'anodisation, rien à voir car on ne rajoute pas d'éléments : On convertit la matière (l'aluminium) en alumine, ce qui va créer un lien bien plus fort entre la pièce et son revêtement ! Les deux sont si intimement liés qu'il n'est pas possible de les séparer l'un de l'autre !

Quand on pense anodisation, on pense souvent à des couleurs flashy ! Coupable erreur... si on ne colore pas, on garde l’aspect de l’aluminium brut mais avec une protection extrême.
L'anodisation a des tas d'applications autres qu'esthétiques.

Un des avantages de l’anodisation, c'est la porosité de la couche anodique (si on choisit de ne pas la colmater). Quelques exemples :

- Pipes d'admission polie puis anodisées mais non colmatées : Le mélange air/essence vaporisé ne va pas condenser sur les conduits d'admission et améliorer le rendement !
- Palier anodisé non colmaté : Des molécules d'huile vont se fixer dans les porosités et créer un système auto-lubrifiant.

On peut anodiser avec un bain entre 0 et 5° pour obtenir une anodisation très dure, avec des pores très fins pour privilégier la dureté, mais difficilement colorable. Entre 17 et 20°, on est dans le compromis le plus courant, une couche dure et facilement colorable. Entre 24 et 28°, on obtient une couche un peu moins dure, mais avec de gros pores qui vont donc « capter » beaucoup de pigments.
Attention, en anodisation, "moins dure", c'est quand même plus costaud que n'importe quel peinture ! Et la porosité, c'est au niveau nanométrique...

L'amateur peut donc adapter l'anodisation suivant que la pièce soit à vocation esthétique, mécanique, exposée à des environnements extrêmes et faire varier les paramètres du bain pour cumuler ces avantages.

On peut aussi anodiser sans colorer, pour obtenir une surface inchangée de l'aluminium, mais qui sera plus résistante aux rayures et à la corrosion qu'un inox 316, ou faire des colorations bi, tri ou quadri couleurs, pour des lettrages, des dégradés, des « splashs », des « camo »,...

Ceux qui usinent peuvent arriver à des résultats assez exceptionnels ! J'ai fabriqué un davier pour le bateau marin d'un ami. J'ai choisi un alliage 5083, anodisé à 120µ : Voila maintenant près de 7 ans que la chaîne en galva frotte sur la poulie qui reste parfaitement protégée !

Une des choses passionnante pour l'amateur d'anodisation, c'est qu'il peut faire mieux que le professionnel ! Étrange ? Non, cela s'explique très simplement : Il est beaucoup plus simple d'avoir des paramètres stables et précis dans un bain de 10 litres que dans un bain de 1000 litres... et puis, un industriel ne peut pas anodiser chacune de vos pièces à une température et un temps différent... Vous si !

Ce que je vais vous proposer dans ce tutoriel, c'est de créer pas à pas une « mini-ligne d'anodisation industrielle ».

Avant de commencer, quelques affirmations aux-qu’elles il est important de tordre le cou :

« L'anodisation, des fois ça marche, des fois ça marche pas... Il faut faire des essais ! ».

À votre avis, les entreprises qui font de l'anodisation jouent à la roulette russe à chaque nouvelle commande ? Non, bien sur ! À ça une raison très simple : L'anodisation n'est pas un art ou il faut un « tour de main » pour obtenir un beau résultat. Non, l'anodisation, c'est un procédé ! Suivez ce procédé en tout point et ça marche à 100%.

« L'anodisation c'est un chargeur de batterie, un seau d'acide et de la teinture à vêtement »

Mais bien sur ! Tiens, c'est comme la peinture : Jetez dans un seau un pot de peinture, une bouteille de diluant, secouez bien, jetez ça sur une carrosserie et voilà, vous avez un résultat magnifique ! Suspect

« L'anodisation, ça pollue »

Au contraire, c'est très écologique ! Absolument tous les bains sont permanents ! Anodiser une pièce est 100 fois moins polluant que de la peindre à la bombe. Une fois HS (et on parle en années pour un amateur...), les bains passent sans problème à l'égout avec une technique très simple.

« L'anodisation c'est dangereux, les acides rongent la peau, ça rend aveugle et ça produit de l'hydrogène hautement explosif ».

La vache, ça met les miquettes ! Soyons sérieux, l'acide du bain d'anodisation, c'est de l'acide de batterie au plomb dilué dans 50% d'eau... Si tous les mécaniciens qui ont eu dans leur carrière une batterie qui leur a pété à la figure étaient aveugles et défigurés, la profession aurait des problèmes de retraites...
C'est sur qu'il ne faut pas s'en mettre dans les yeux (comme la javel, l’acétone, le Décapex, le débouche toilette,...).  Alors j'ai un principe simple : Si vous êtes du style à meuler sans lunettes, laissez tomber l'anodisation, c'est pas pour vous (arrêtez le meulage aussi d'ailleurs !  lol! ).

« L'anodisation ça produit de l'hydrogène hautement explosif ».

Si j'avais moyen de produire une quantité d'hydrogène dangereuse en anodisant avec une alimentation 30V 5A et un bain constitué de 5 litres d'acide de batterie et de 5 litres de flotte, Google, FaceBook et Microsoft seraient des PME à côté de moi, car j'aurais résolu le problème de l'énergie sur la planète !  Cool

Voila pour cette introduction, Maintenant nous allons passer au vif du sujet...

Je ne vous propose pas dans ce qui suis « ma solution », mais le procédé standard d'anodisation, ramené à l'échelle de l'amateur et avec des produits facilement accessibles.

Je ferai ces tutoriels en 2 parties : La première sera courte pour simplement comprendre comment faire. La seconde, plus évoluée pour comprendre ce qui ce passe. Ainsi chacun pourra soit simplement anodiser ou décortiquer chaque étape. Il y aura un tutoriel pour chaque étape.

Le premier tutoriel concernera la première étape de la préparation des pièces, le lavage...

Je terminerais cette introduction avec un exemple simple en image, une des brides de martyr de ma fraiseuse :




Bonne lecture ;-)
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steph41

steph41

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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Jeu 10 Jan - 20:52

Très intéressant, on a hâte d'avoir la suite bounce Merci DidierV
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tricycles.ch



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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Jeu 10 Jan - 21:23

steph41 a écrit:
Très intéressant, on a hâte d'avoir la suite bounce Merci DidierV  

Very Happy Idem bounce
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DidierV



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MessageSujet: 1ère étape : Le lavage   Jeu 10 Jan - 21:48

« Les bases »

Après ce tutoriel, voici ou nous en serons :



Pourquoi laver ? :

Cela paraît évident et pourtant... Bien sur, c'est pour enlever les salissures, mais pas seulement ! Le but est aussi d'enlever les huiles, les graisses, les pâtes à tarauder, à polir,... ce qu'on appelle les « charges lourdes ».

Il y a 2 solutions pour bien laver :
- Une bassine d'eau chaude, du liquide vaisselle et une brosse. Ce sera suffisant pour une pièce sans forme complexe, comme une tôle sans état de surface très poussé (polissage, brossé...),
- Un agent lavant dédié à l'anodisation. C'est une poudre à mélanger avec de l'eau et à porter à 70°. Trempez votre pièce ¼ d'heure et agitez de temps en temps. C'est la bonne solution pour des pièces avec des formes complexes, comme un carter moteur ou des hautes finitions (polissage, brossé...).

Attention cependant aux pièces micro-billées ou sablées. Sur ce type de finition, préférez un agent lavant dédié à l'anodisation.

Si votre pièce est mal lavée, le risque est de polluer les bains suivants, mais aussi de voir apparaître en fin d'anodisation des auréoles disgracieuses.

Surtout, ici et comme après chaque bain, rincez abondamment ! La première raison de défauts d'anodisation est un mauvais rinçage ! Après le bain de lavage, rincez abondamment à l'eau du robinet, inutile de rincer à l'eau déminéralisée.

À partir de maintenant, les gants sont indispensables non seulement pour votre protection, mais aussi pour ne pas laisser des traces de doigts sur les pièces...

Comme ce bain est permanent, ne trempez pas dans le bain de lavage vos pièces dégoulinantes d'huile ou de graisse ! Certes, il va les nettoyer, mais vous allez le saturer... Les pièces très sales passeront avant au prélavage à l'eau chaude et au produit vaisselle.

Pour ce bain, vous pouvez utiliser un bac en PP5 et un thermoplongeur pour le chauffer ou une casserole en inox ou émaillée, voir un récipient en verre dans un bain marie suivant la taille des pièces. Vous pouvez couvrir ce bain que ce soit pendant la chauffe ou la trempe de votre pièce : Il ne dégage pas de vapeurs dangereuses.

Dernier point, le bain de lavage est permanent ! Vous lavez, puis vous le transvasez dans un bidon de stockage en le filtrant au travers d'un chiffon propre... Ainsi, il restera efficace pour plusieurs dizaines d'utilisations. N'hésitez pas à couvrir ce bain pendant la chauffe et l'utilisation pour limiter l'évaporation. Chauffer à plus de 70°C n'a pas d’intérêt technique et ne fera qu’augmenter l'évaporation...

Voici un tutoriel vidéo sur le lavage avec un agent spécifique anodisation :




« Pour aller plus loin »

Vous vous dites peut-être « Bon, il abuse, car le prochain bain, c'est celui de décapage à la soude et même s'il reste des résidus, ils vont disparaître... ».

Grave erreur ! S'il reste des résidus, le prochain bain les enlèvera, certes, mais avant d'attaquer l'aluminium pour le décaper, la soude devra « passer la barrière » des résidus gras et autres salissures ! Si vous faites un décapage approfondi de 20 minutes, pas de problème. Mais si vous faites un bain de décapage de juste 3 minutes (car vous voulez une pièce brillante et pas satinée) ou préserver un brossé ou simplement ne pas enlever de matière car votre pièce est fortement tolérancée, vous risquez de générer des auréoles : la soude n'agira pas uniformément.


On voit souvent l'utilisation de solvants type Acétone. Je le déconseille, voici pourquoi :

- Cela revient cher en utilisation en bain, les solvants se dégradent très vite...,
- Une partie des corps gras remontent en surface et vont « re-polluer » votre pièce quand vous aller la retirer,
- Les solvants se rincent très mal,
- En utilisation avec un vaporisateur, c'est quand même très nocif pour vos poumons,
- Vous vaporisez, le solvant dissout les corps gras, le mélange coule le long de la pièce, le solvant s'évapore et … reste les corps gras,
- Les solvants ne sont pas efficaces sur toutes les salissures non-grasses.

Il n'y a qu'un cas où je recommande l'utilisation préalable avant lavage d'un solvant : Si vous comptez anodiser un carter moteur qui barbote dans l'huile depuis des années, des pièces de circuit hydraulique,...

Dernier point, la sémantique... :

Laver c'est enlever les salissures, mais sans enlèvement de matière !
Décaper (le bain suivant) consiste à enlever de la matière en surface...


Sur une pièce complexe comme cet étrier de frein, préférez un agent lavant

Voila, le prochain tutoriel sera consacré au bain de décapage à la soude.
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DidierV



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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Jeu 10 Jan - 21:49

Merci pour vos encouragements ;-)
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DidierV



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MessageSujet: 2eme étape : Le décapage   Jeu 10 Jan - 22:20

« Les bases »

Après ce tutoriel, voici ou nous en serons :




Pourquoi décaper ? :


Le décapage est confondu bien trop souvent avec le lavage... Le lavage ne doit pas enlever de matière. Le décapage, lui, enlève de la matière et suivant la durée du bain de décapage, pas qu'un peu !

Pour faire votre bain de décapage, il est inutile d'avoir un bac très grand, il suffit que la pièce soit entièrement immergée. Le bain de décapage, c'est de la lessive de soude et de l'eau du robinet à température ambiante. Il faut 1 volume de soude pour 10 volumes d'eau.

Vous versez en premier l'eau dans votre bac et ensuite la lessive de soude. D'ailleurs, utilisez toujours cette méthode pour vos bains : Déjà l'eau puis, seulement après, le produit actif. C'est une bonne habitude, même si ce n'est pas utile pour tous les produits.

Mettez-vous à l’extérieur ou sous une fenêtre : Ce bain (quant il attaque de l'aluminium) produit des vapeurs irritantes. Travaillez à température ambiante et surtout contrairement à ce qui est souvent dit, ne couvrez pas ce bain (quand une pièce trempe dedans, au repos, vous pouvez) ! Quand vous allez enlever le couvercle pour récupérer vos pièces, vous aurez une poche de gaz concentré très irritant sous le couvercle...

À moins que votre pièce soit déjà anodisée, ou très oxydé, un bain de 3 minutes doit suffire. Vous préserverez ainsi le polissage ou le brossé de votre pièce pour avoir un résultat brillant.

Si vous voulez une pièce satinée, vous pouvez laisser tremper 10 minutes. Mais sachez qu'avec un bain de 20 minutes vous pouvez perdre 1/10eme de millimètre sur un arbre (5/100e sur le diamètre)... Attention donc aux pièces avec des tolérances !

Une immersion de 20 minutes est nécessaire pour décaper une ancienne anodisation.

Ci-dessous, la réaction en 1 minute :



Et en 3 minutes :



Surtout ici et comme après chaque bain, rincez abondamment ! La soude se rince très mal et la première raison de défauts d'anodisation est un mauvais rinçage ! Donc rincez copieusement sous le jet du robinet, puis trempez votre pièce dans un bain d'eau déminéralisé et agitez un peu.

Un bac en PP5 conviendra très bien pour le bain de décapage. Ce bain peut mousser un peut.

La lessive de soude se trouve dans les super marchés de bricolage pour 2 ou 3€ le litre.

Voici un exemple de cycle de préparation pour un 5083




« Pour aller plus loin »

Attention aux filetages : Si vous voulez décaper 10 minutes avec du M6 ou moins, je vous recommande de monter des vis protégées par un peu de teflon ou des vis en nylon pour empêcher la soude d'attaquer le filetage.

Quand j'usine des pièces, je fais un pré-perçage, j'anodise et seulement après je perce au bon diamètre et je taraude. J'anodise un taraudage qu'à partir du M4 si la pièce ne nécessite pas un décapage de plus de 3 mn. Si je dois enlever une ancienne anodisation avec 15 ou 20 minutes de décapage, je protège quel que soit le taraudage.

La soude à la particularité de se rincer très mal ! Insistez donc sur le rinçage !

Maintenant, sachez que la soude est la première étape pour évaluer un alliage :

Ci-dessous le noir typique du 2017 après un bain de soude de 5 minutes :



Ce qui suit est une généralité, car il est impossible de classer avec précision les quantités d'alliage d'aluminium et de toute façon, à moins que vous ayez fait usiner votre pièce, il est impossible de déterminer l'alliage avec exactitude.

Les séries 1000 sortent généralement du bain de soude blanche. J'en ai vu certain prendre une légère teinte grisâtre car leur taux de fer est assez élevé, mais c'est rare. Les alliages de la série 1000 sont plutôt mous, formes des copeaux longs et collants. Ce ne sont pas des alliages utilisés pour des pièces de contraintes, mais vraiment pour l'esthétisme : Ils s'anodisent généralement très facilement, produisent des couches très transparentes et sur des pièces polies, des anodisations très brillantes.

La série 2000 est l'exact contraire : C'est l'alliage préféré des usineurs, il produit un copeau fragmenté qui ne colle pas. Généralement, on évite de plier et de souder ces alliages. Le 2017 est le plus courant, il est facile à reconnaître car il devient noir à la soude. Contrairement à ce qui est souvent dit, il s'anodise bien par l'amateur. Ce qui ne plaît pas aux industriels, c'est son fort taux de cuivre qui pollue les bains, mais aussi que la couche d'anodisation est « friable ». Attention, friable par rapport aux autres alliages, ça reste quand même une bien meilleure protection que la peinture! L'amateur, lui, peut gérer ce problème, nous verrons comment dans le chapitre de l'anodisation. En revanche, il se colore bien.

La série 3000 ne nous concerne pas : Ce sont les alliages pour l'alimentaire, faits pour l'emboutissage. Juste pour info, ils sortent du bain blanc où légèrement gris et s'anodisent très bien.

La série 4000, ce sont les aluminiums au silicium pour le moulage. Généralement, à la sortie du bain de soude vous allez constater des marbrures grisâtres (elles disparaissent à la désoxydation). Ils s'anodisent plutôt bien, mais parfois la coloration pose problème car la couche peut ne pas être transparente. C'est assez difficile de dire dans quel cas, car il faudrait connaître la composition que les fabricants ne vous communiqueront pas, surtout depuis la chine ou la normalisation des alliages de moulage ne provoque pas de traumatisme dans les BE...

La série 5000, ce sont les alliages ayant une grande résistance à la corrosion. Ils sortent grisâtres du bain de soude. Il s'anodise très bien, mais suivant l'alliage, la couche va du gris pâle au gris foncé. Du coup, plus la couche sera épaisse, moins vous pourrez faire de tons clairs. Mais si j'ai un châssis en tôle à faire, j'utiliserais du 5083 qui permet une couche très épaisse et solide ! En effet, il s'usine bien et, si sa résistance mécanique est moins performante qu'un 2017 ou un 7075, sa couche anodique sera bien plus résistante.

La série 6000, ce sont les alliages de chaudronnerie : Ils se soudent et se forme bien. Il s'usine pas trop mal. Ils sortent blanc du bain de soude et s'anodisent très bien avec de belles colorations grâce à une couche anodique bien transparente.

La série 7000, c'est pour les pièces à très fortes contraintes mécaniques. Ces alliages s'anodisent bien, mais la couche anodique n'est pas transparente ! Aussi, il est possible que votre coloration rouge ressorte fushia ! On peut contourner ce problème, mais il faut un peu d'expérience... nous verrons cela en phase de coloration.

Enfin, la bête noir de l'anodiseur : Le ZAMAK... C'est un alliage de moulage, qui ressemble à de l'alu, mais est en fait du zing avec seulement un taux maximum de 30% d'alu. Inutile de tenter de l'anodiser, ce n'est pas de l'aluminium ! Il est facile à détecter : à la soude il devient noir, mais contrairement au 2017, le désoxydant ne le rendra pas blanc, il restera noir...

Voila, le prochain tutoriel sera consacré au bain de désoxydation.
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DidierV



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MessageSujet: 3eme étape : La désoxydation   Jeu 10 Jan - 23:50

« Les bases »


Après ce tutoriel, voici ou nous en serons :



Pourquoi désoxyder ? :

Le but du désoxydant, c'est d'enlever en surface de la pièce tout ce qui n'est pas de l'aluminium. Cela va permettre une couche anodique plus résistante, homogène et plus facile à colorer et de ne pas polluer votre bains d'anodisation.

N'utilisez pas de l'acide nitrique : C'est efficace, mais très dangereux et de toute façon interdit à la vente aux particuliers. Il existe des produits de substitution tout aussi performant, mais beaucoup moins dangereux. Certes, ils sont plus chers au litre, c'est le seul reproche que l'on peut faire par rapport à l'acide nitrique.

Après, comme c'est aussi un bain permanent et qu'il vous permet des dizaines d'anodisations, le coût réel n'est que de quelques centimes par pièce...
Le désoxydant est un liquide à dilué dans de l'eau au ratio de 1 pour 1.
Trempez votre pièce dedans et remuez une minute. Rincez à l'eau déminéralisée et c'est fini !

Voici une démonstration en vidéo :



« Pour aller plus loin »

L'aluminium pur n’existe pas, c'est toujours des alliages composés d'un ou deux éléments d'alliage principaux, de plusieurs éléments d'alliage secondaires et enfin d'impuretés.

Aussi, je vous recommande fortement de toujours désoxyder, même si vos pièces sortent blanches du bain de soude. Aucun élément d'alliage n'est bénéfique pour anodiser (hormis le fer qui, en petite quantité, va rendre vos anodisation plus brillante), au mieux ils sont neutres au pire ils polluent le bain ! Comme la plupart du temps vous ne saurez pas de quoi est composé votre alliage, désoxydez pour ne pas prendre de risque.

Le désoxydant n’attaquera pas la pièce si vous respectez le dosage et le temps d'immersion. Si vous sur-dosez ou laissez tremper trop longtemps, cela n’apportera rien à la phase d'anodisation, mais risque de casser le brillant d'une pièce polie.

Pourquoi avoir rincer 2 fois ? Simplement car la soude se rince très mal ! Le plus efficace est donc de rincer sous le jet du robinet et, seulement après, avec de l'eau déminéralisée afin de ne pas polluer le bain de désoxydation.

Voila, la préparation de la pièce est finie ! Ce procédé permet vraiment une préparation optimum qui est très importante pour une anodisation de qualité. Il existe des variantes que l'amateur expérimenté peut employer une fois qu'il a une bonne maîtrise des alliages ou dans des cas particuliers, comme en sortie d'usinage. Mais dans le doute, en respectant les 3 phases - Lavage - Décapage - Désoxydation - vous êtes sur de ne pas vous tromper quelque soit l'alliage.

Maintenant, nous allons passer à la phase principale, l'anodisation...
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DidierV



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MessageSujet: 4eme étape : L'anodisation partie 1   Ven 11 Jan - 10:51

« Les bases »


Avant d'anodiser, il faut trouver un bac adapté ! Mais choisissez le en fonction de la majorité de vos pièces, PAS en fonction des exceptions ! Je m'explique :
Vous comptez anodiser plein de petites choses comme le bouchon de radiateur, les équipements du tableau de bord, des carters moteur,... Vous prenez vos mesures et tous ça rentre dans un bac de 20 litres.

Sauf que vous voulez aussi faire votre tableau de bord... Et la, c'est une tôle pas très large, mais longue ! Bonjour pour trouver un bac ! N'en tenez pas compte pour le moment... Nous verrons une solution pour les pièces d'exceptions. Nous en parlerons plus loin, mais sachez qu'il est tout à fait possible d'anodiser dans une bâche étanche !

Il y a 2 types de bains dans une ligne d'anodisation amateur :

Les bains ou un certain volume est indispensable. C'est-à-dire que même si votre pièce tient dans un verre, il est indispensable d'avoir un volume plus conséquent :
* Le bain de lavage, car il faut chauffer à 70° et remuer un peut,
* Le bain d'anodisation, nous verrons pourquoi dans ce tutoriel,
* Le bain de colmatage, car il faut chauffer à 100° (évaporation rapide).

Les bains où il n'est pas utile d'avoir un volume de beaucoup supérieur à la pièce :
* Le bain de décapage,
* Le bain de désoxydation
* Le bain de coloration.

Dans ce tutoriel, nous nous concentrerons sur le bac d'anodisation.

La première chose à faire est donc de déterminer la bonne taille du bain d'anodisation, car tous le reste va en découler (le support, le refroidissement, l'implantation....). Pour le bain d'anodisation, tenez compte d'une chose : Il vaut mieux un peu trop gros que trop petit ! Voici un exemple simple pour vous donner une idée du bon volume de votre futur bac d'anodisation en fonction de la taille de vos pièces :



Le cube en bleu représente pour ce bac le volume exploitable pour anodiser vos pièces. Bien sur, dans ce volume vous pouvez avoir une pièce ou plusieurs.

Avec ce bac de 10 litres et un volume de 8 litres d'électrolyte (le mélange eau/acide), vous travaillerez confortablement et obtiendrez des pièces de qualité SI vos pièces tiennent dans le cube bleu bien sur.

Le matériau idéal pour ce bac (et les autres) est le PP5 (Polypropylène). Les bacs en PP5 sont très courants. Recherchez ce symbole :



En cours d'anodisation, il faut tenir le bain à une certaine température. La méthode la plus simple est de placer le bac d'anodisation dans un second plus grand : le bac de refroidissement.

L'utilisation en est simple comme bonjour : Relevez la température de l’électrolyte du bain d'anodisation avec un thermomètre et rajoutez si nécessaire de l'eau froide dans le bain de refroidissement.

Ceci est indispensable, car le processus d'anodisation va chauffer l'électrolyte.

Le matériau du bac de refroidissement n'a que peut d'importance, il ne contient que de l'eau... Tout bac en plastique étanche fera donc l'affaire.



Je vous recommande cette vidéo qui reprend en image tous ces principes (et pas mal d'autres que nous verrons plus en détail dans les autres tutoriels) :



« Pour aller plus loin »

Un grand bain c'est mieux !

La première raison, c'est que si vous avez 2 pièces identiques « A » et « B », que la pièce A est dans un bain d'1 litre et la pièce B dans un bain de 10 litres, la gestion de la température sera plus critique avec le bain d'1 litre que celui de 10 litres.

En effet, la quantité d'énergie nécessaire pour anodiser la pièce A et la B est la même (enfin, pas exactement mais l'écart est négligeable). Sauf que dans un petit bain, cette énergie « se déploie » dans le bain d'un litre et va donc le chauffer beaucoup plus vite que dans le bain de 10 litres :



Avec un bain d'un litre, il faudra utiliser une eau de refroidissement très froide et en remettre plus souvent. Cela risque de provoquer un « yoyo » de la courbe de température du bain d'anodisation.

Avec un bac d'anodisation plus grand,la température montera plus doucement. Idem pour le bac de refroidissement : Avec un plus grand volume, la gestion sera plus simple. Or, un des points capital pour avoir une anodisation de qualité, c'est-à-dire résistante et avec une belle couleur uniforme, c'est que d'une part la température du bain soit homogène et d'autre part, qu'elle varie peut pendant le processus d'anodisation (nous verrons ce point en détail sur le tuto concernant les équipements du bac d'anodisation).

Pour le moment, sachez qu'avec un peu d'habitude, il est très facile de maintenir la température du bain dans un delta de 1°C. Nous reviendrons aussi sur ce point en détail.

La vidange :

Au-delà de 8 litres, une vidange sur le bac d'anodisation est nécessaire. Ce n'est pas indispensable, mais c'est un confort ! La vidange va vous permettre plusieurs choses:

Déjà, de vidanger et de stocker votre acide à l’abri de la poussière, des insectes, ... Nous sommes des amateurs et nous n'avons pas de pièces à faire chaque semaine... (Quoique, attention, quand vous maîtriserez la technique, vous allez avoir plein d'amis... ;-)
De filtrer facilement le bain. Et ça, c'est juste la solution pour que ça ne vous coûte presque rien à terme d'anodiser vos pièces ! Je filtre régulièrement mes bains très simplement : un bout de mousse dans le tuyau de vidange et ça filtre tranquillement dans un jerrycan. Filtrer régulièrement votre bain va vous permettre d'augmenter énormément sa durée de vie et de maintenir la qualité de vos anodisations.
L'évaporation est critique... C'est comme une batterie, on refait les niveaux avec de l'eau déminéralisée et pas avec de l'acide pour une raison très simple : C'est l'eau qui s'évapore, pas l'acide !
Enfin, c'est une sécurité : J'ai des petits enfants très intéressés par ce qu'il se passe dans l'atelier du « grand-père »... Alors, hormis quand je travaille, les produits sont mieux dans un récipient fermé sur une étagère que sur l'établi.

Je monte aussi toujours une vidange et un trop plein sur le bac de refroidissement. Cela permet de gérer très facilement les variations de température. Je peut facilement enlever un peut d'eau ou en rajouter... Ici aussi, ce n'est pas indispensable, mais c'est un grand confort de travail.



Sur ce bac de refroidissement, quand je fais des anodisations avec beaucoup d'ampérage ou que je veux travailler à basse température ou encore que la température extérieure est très élevée (en été), je branche le raccord de vidange sur le robinet d'eau froide et je laisse couler un filet d'eau. Le raccord de trop-plein va simplement arroser les tomates dans le jardin.

Enfin, sachez que si vous avez un bon volume de bac de refroidissement, vous pourrez réaliser des anodisations dures à très basses températures. Nous y reviendrons en détail dans un futur tutoriel sur les paramètres d'anodisation. L’anodisation dure de forte épaisseur est très intéressante pour des pièces mécaniques subissant de très fortes contraintes.

Petit détail technique : Arrangez-vous pour que le bac d'anodisation ne soit pas posé sur le fond du bac de refroidissement, mettez des cales. Cela va permettre à l'eau froide de circuler aussi sur le fond du bac d'anodisation. La surface d'échange sera plus grande et donc bien meilleure, d'autant plus que l'eau froide va naturellement aller au fond du bac et la chaude en surface....

Voila, vous savez choisir votre bac d'anodisation... Prochain tutoriel : Les accessoires nécessaires.
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MessageSujet: 5eme étape : L'anodisation partie 2   Ven 11 Jan - 14:21

« Les bases »

Pour bien anodiser, il faut quelques accessoires... Nous allons en parler dans ce tutoriel !

Quelles accessoires ? :

Un thermomètre : Nous avons vu qu'il était indispensable de gérer la température, pour ce faire, le plus simple est un thermomètre à liquide, en verre ou plastique. C'est simple, fiable et suffisant pour débuter. Celui-ci est parfait, car sa plage de 0 à 50°C le rend très précis pour les températures courantes d'un bain d'anodisation (15 à 28°C).



Une agitation : L'autre accessoire indispensable, c'est un agitateur qui va brasser le bain en permanence. D'une part car l'électrolyte doit avoir une température homogène et d'autre part, car pour que le refroidissement soit efficace, il faut créer un courant qui améliorera l'échange thermique entre les parois du bain d'anodisation et l'eau froide du bain de refroidissement. Voici un exemple de petit agitateur artisanal qui a coûté 1,5 €... Pour un petit bain de 2 litres, c'est suffisant :



Un bullage
: Le bullage va aussi brasser le bain. Cela ce fait très facilement avec un bulleur d'aquarium. Le bulleur pousse de l'air dans un tuyau en plastique percé de petits trous et serpentant dans le fond du bac. Vous pouvez très bien travailler sans bulleur, mais c'est un plus.

On peut cumuler agitation et bullage,c'est l'idéal. Mais l'un ou l'autre seul suffira. Si j'ai à choisir, je préfère le brassage, plus efficace pour le refroidissement par double bac. Attention à un point important pour ceux qui on une alimentation de moins de 16V : le bullage va augmenter le besoin en tension de 2 à 3 volts...


Deux cathodes
: Les cathodes en plomb sont un très bon compromis pour l'amateur. Placez-les de part et d'autre des flancs opposés (en longueur ou largeur) et reliez-les électriquement ensemble. Les cathodes seront reliées au – de l'alimentation. Vos cathodes doivent avoir une surface plus grande que la surface de votre plus grosse pièce.




Le support d'anodisation : Un bon support, c'est 50 % de la réussite de vos anodisations ! Voici un support réglable très bien conçut :



Il est composé de profils en aluminiums assemblés grâce à des vis en inox. Les descentes d'accrochage sont en titane, comme les pinces d’accrochage. Le support dispose de perçages qui permettent de régler et déplacer les descentes d'accrochage. C'est très important pour que vos pièces soient bien immergées. Le support sera branché au + de l'alimentation.

« Pour aller plus loin »

Revenons sur tous les éléments :

Le thermomètre :

Une solution très simple pour contrôler la température de votre bain consiste à relever la température toutes les 3 minutes. Donnez-vous une température de consigne, par exemple 17°C. Dès que la température du bain passe ce seuil, ajouter de l'eau froide dans le bac de refroidissement.

Pour vous « faire la main », remplissez votre bain d'anodisation avec de l'eau à peu près à 15°c et allumez l'agitateur. Ajoutez un peu d'eau chaude pour simuler une augmentation de température. Mettez de l'eau froide dans le bain de refroidissement et voyez en combien de temps la température du bain d'anodisation baisse et de quelle valeur. Relevez toutes les 3 minutes les variations sur un tableur et tracez une courbe pour bien visualiser comment la température dans le bac de refroidissement influence la température du bain d'anodisation.

Faite 5 ou 6 fois ce test et vous verrez que vous apprendrez très vite à réguler la température avec précision. Ce sera encore plus simple si vous avez de bons volumes.

Je ne peux pas vous donner plus de détail, car l'influence du bain de refroidissement sur le bain d'anodisation dépend de plusieurs facteurs : La température de votre eau de refroidissement, la température ambiante, le volume des deux bains, l'épaisseur de paroi du bain d'anodisation, la surface d'échange... et bien sur, l'ampérage d'anodisation.

Cependant, je peux vous donner un conseil : Faites vos tests avec de l'eau « raisonnablement froide ».Si vous avez de bons volumes, il suffit souvent de remplir partiellement le bain de refroidissement avec de l'eau froide du robinet pour maintenir la température du bain d'anodisation à une bonne valeur pendant toute la durée d'anodisation avec seulement un ou deux ajouts.

Il est assez simple de se fabriquer un système de refroidissement automatique. Nous verrons ce point dans un tutoriel dédié.


L'agitation et/ou le bullage :


Ces équipements permettent d'aborder plusieurs points importants...

Les matériaux : Les matériaux utilisables dans le bain sont à diviser en 3 catégories :

* Ceux qui sont dans le circuit électrique mais ne trempent pas dans le bain : Exclusivement inox, alu, titane et plomb. Au-dessus du bain, les autres métaux vont se corroder à cause des vapeurs
* Ceux qui sont dans le circuit électrique et trempe dans le bain : Exclusivement alu et titane. Les autres métaux vont polluer irrémédiablement votre bain.
* Pour ceux qui ne sont pas dans le circuit électrique mais trempe dans le bain en permanence : Exclusivement inox, titane, et plomb. Les autres métaux vont polluer votre bain.




Attention, l'inox c'est du 316 (ouA4)... Le 304 (A3) va se corroder

Voici quelques exemples :
Pour maintenir le tuyau du bulleur, le plomb des chutes de vos cathodes ira très bien.



Utilisez un « doigt de gant » en inox pour une sonde de température :



Mais pourquoi le bullage et/ou lebrassage sont si important ?


Si vous ne brassez pas le bain, la température ne sera pas homogène. Là où elle sera plus élevée(et 2 ou 3°C suffisent...) la couche anodique ne sera pas construite de la même manière que sur le reste de la pièce, car à cette zone l'acide sera plus actif. Il en résultera plusieurs problèmes :
La coloration ne sera pas uniforme,
Une couche moins solide et friable,
Des défauts d'aspect appelé « brûlures ou marbrures ».

Par exemple, sachez qu'a l'endroit précis du contact pince/pièce, sur un rayon de quelques centimètres, la température peut monter de 10, 20 voir 40°C ! La raison en est que le contact peut être de la taille d'une pointe d'aiguille. Et un courant de 2 A sur une pointe d'aiguille provoque un fort échauffement :



Le bullage apporte un gain de qualité. Il sera moins performant pour brasser le bain et le refroidir que l'agitateur, mais les bulles seront très efficaces pour constamment modifier les flux de courant dans le bain. Cela aidera à avoir une couche régulière et uniforme sur la pièce. Idéalement, ayez les deux...


Les cathodes :



Avec l'alimentation, les cathodes sont un sujet qui fait souvent débat... Cathodes en aluminiums, en titane, en plomb ou mine de crayon...

La mine de crayon, c'est le pire ! Pas assez de surface pour avoir de bons flux de courants, trop résistif, fragile, connexions délicates. À éliminer !

La cathode en aluminium va faire le job, mais elle ne pose pas mal de problèmes : Elle va dissoudre de l'alu dans le bain ce qui va baisser sa résistivité trop bas et elle va se découper à la surface du bain. Il faut l'enlever et la rincer dès votre anodisation finie... En plus, attention à l'alliage ! Tous les alliages d'aluminium ne conviendront pas et pour certains, carrément polluer le bain...

La cathode en titane (comme le plomb) présente un avantage majeur : Insensible à l'acide du bain, elle vous durera une vie ! Mais les tôles de titane sont chères et dures à travailler (découpe, pliage, perçage).

Enfin, le meilleur compromis pour l'amateur, à mon sens, est la cathode en plomb : Insensible à l'acide du bain, pas chère, facile à découper (un cutter suffit) à percer et plier. Facile à souder à l'étain, ce qui permet des connexions parfaites. Je ne peux que vous recommander ce choix !

Les cathodes n'auront jamais trop de surface. La règle, pour optimiser les flux de courants dans le bain et donc avoir une construction de la couche anodique homogène, est que la surface des cathodes soit supérieure à la surface de la pièce.

Reliez vos cathodes entre elles par un câble soudé. Soudez aussi un câble pour relier les cathodes à votre alimentation. Un peu de vernis sur les soudures permettra d'éviter l'oxydation.

À ce sujet, attention : ne faite tremper en aucun cas la soudure ou le câble en cuivre dans le bain ! Votre électrolyte serait irrémédiablement pollué.



Ne mettez jamais de cathodes sur le fond du bac ! Les cathodes produisent des bulles... Le risque, c'est que ces bulles forment une poche sur la pièce ce qui va, à cet endroit, bloquer le processus d'anodisation.


Le support d'anodisation :


La photo en début d'article donne tous les éléments, mais voyons un peut les matières :




Maintenant, examinons le contact pièce/pince :


Le contact est très important ! Un des défauts d'anodisation le plus courant est la perte du contact électrique. Là où il y a contact, il n'y a pas d'anodisation.Donc, il faut que ce contact soit fin mais ferme. Voici quelques exemples de système d’accrochage avec des pinces en titane :


Utilisation d'un perçage :



Par pincement interne ou externe de grosses pièces :



Par pincement interne ou externe de petites pièces :



Ces systèmes pourraient être en aluminium, mais l'aluminium pose plusieurs problèmes : les pinces vont s'anodiser avec la pièce... Dans le calcul du courant, il faudra donc tenir compte de la surface de la pièce + de la surface immergée de la pince.
Avec du titane, vous négligez purement et simplement le système d'accrochage, ce qui est beaucoup plus simple.

De plus, avec de l'aluminium, il faudra décaper les pinces à la soude entre chaque anodisation...
Et encore une fois, attention : Tous les alliages d'aluminium ne sont pas compatibles pour cette utilisation.

1 mètre de fil en titane vaut moins de 5 €... Il est donc intéressant de se poser la question de l’intérêt de l'aluminium...

On voit souvent des systèmes de crochet, je vous le déconseille fortement !



Sous l'effet du brassage, la position du contact va bouger, même très légèrement, voir d'une manière imperceptible :



Ce qui va se passer, c'est quel'ensemble de la zone de contact va s'anodiser et comme la couchea nodique est isolante, à partir d'une certaine épaisseur il y aura rupture de la continuité électrique.

Préférez ce type de montage :



Prochain tutoriel, "Comment calculer le courant d'anodisation ?"
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MessageSujet: 6eme étape : L'anodisation partie 3   Ven 11 Jan - 17:02

« Les bases »

Le courant d'anodisation

L'alimentation :

Pour anodiser, il faut un générateur de courant continu. Ce générateur doit pouvoir produire une tension d'au moins 16V et un courant (en ampère) réglable. Plus la plage de courant sera large, plus vous pourrez faire de grosses pièces.

Si votre plus grosse pièce rentre dans un bac d'anodisation avec 8 litres d’électrolyte, inutile d'utiliser une alimentation de 10A ! Comptez un maximum d'1A par litre. On trouve facilement des alimentations « standard » : 30V 0-3 A, 30V 0-5 A, 30V 0-10 A.

Une alimentation 30V 0-5A qui permet  d'anodiser une pièce d'une surface de 3.5 dm² (soit une tôle de 20cm*20cm) coûte dans les 60€ sur Amazon ou autre. Bon, c'est pas des alimentations au top pour un électronicien (bruyante, pas très stable, pas très précises,...), mais très largement suffisantes pour anodiser. Avec un additif d'anodisation (nous en parlerons plus loin), vous pourrez même monter à quasi le double en surface !

Le calcul du courant :

Le calcul se fait par rapport à la surface de la pièce :

Il faut calculer la surface de votre pièce. La recette est simple :
Surface de la pièce en dm² * 1,5 =Courant en ampère à régler pour anodiser.

Mais pendant combien de temps anodiser ?

Pour calculer ça, c'est encore plus simple, téléchargez ce tableur ici :

(Pas les droits pour le lien, je mettrais à jour plus tard...)

Dans la rubrique « mm² », rentrez la valeur de surface 2640 et validez par ENTER.

Maintenant, dans la rubrique « Temps » rentrez 30 (pour 30 mn) et validez par ENTER



Voila, avec ce courant de 0,4A, si vous anodisez pendant 30 minutes, vous aurez une épaisseur de 13,5µ. Maintenant, rentrez 60 dans la rubrique « Temps », validez et vous obtenez 27µ.
Pour info, 15µ est une épaisseur très courante, facile à colorer, 30µ permet de faire une couche très résistante. A vous de choisir votre épaisseur qui dépend directement du temps d'anodisation.




« Pour aller plus loin »


Avec les cathodes, l'alimentation est le sujet douloureux qui anime souvent de grands débats...

Batterie au plomb ou chargeur de batterie ? Il y a plein de tutoriel ou ça marche... Pourtant, rien sur une batterie seule ne permet de contrôler le courant et un chargeur dispose généralement que d'un bouton « charge rapide/charge lente » qui correspond à 2 courants fixe.

Et encore, sur les chargeurs modernes (intelligents....), il y a 9 chances sur 10 que rien ne se passe, car le chargeur verra le bain comme une batterie HS.

Or, si vous ne pouvez pas régler le courant d'anodisation, vous avez 3 options qui dépendent totalement de la surface de la pièce et de la résistivité du bain :

Le courant sera trop fort : Vous n'anodisez pas, vous êtes simplement en train de dissoudre lentement la pièce. Vous verrez des bulles sur les cathodes, mais vous ne créez pas la couche anodique... Vous êtes en train de faire du polissage électrolytique.
Le courant ne sera pas assez fort : Vous anodisez, mais l'acide ronge la couche plus vite que vous la créez... Vous pourrez voir de fines bulles sur les cathodes, mais ici aussi, pas de couche anodique...
Le courant est correct : Cela veut dire que la tension et le courant de l'alimentation sont parfaitement adaptés à la surface de la pièce et au bain... Enfin, cela veut surtout dire que vous avez beaucoup de chance ! Mais pour la prochaine pièce qui sera plus petite ou plus grande, le résultat sera l’option 1 ou 2....

Bien sur, le courant peut être « un peut trop fort » ou « un peut trop faible », dans ce cas, vous pouvez avoir un résultat... Mais de combien ? 3µ ?5µ ? 10µ ? Rien du tous ?

Pourquoi 16V ?

Le fait est que pour un bain «normalement constitué », c'est-à-dire avec un électrolyte au ratio « 1 litres d'acide de batterie pour 1 litre d'eau », d'un volume adapté aux pièces (ni trop gros, ni trop petit) à une température standard (17/18°C) avec des cathodes en plomb de la bonne dimension, une agitation et/ou un bullage, il faudra une tension de 16V pour être sur de passer le courant calculé avec une marge de sécurité.

C'est un fait établi, facilement vérifiable par les lois d'électrotechnique et un constat que ce soit dans l'industrie ou chez l'amateur. Vous pouvez anodiser avec une tension inférieure. Simplement vous risquez de ne pas arriver à atteindre le courant calculé.

Pire, admettons que vous ayez une tension maximum de 12V et besoin, comme pour l’exemple ci-dessus de 0,4A. Il faut savoir que la tension devra augmenter d'1 ou 2 volts tous le long du processus pour maintenir le courant, car la couche anodique s’épaissit. Comme votre tension max est de 12V et que la résistance du bain est une constante sur laquelle vous ne pouvez pas agir, c'est le courant qui va baisser. Cela aura plusieurs conséquences :

La construction de la couche anodique supporte très mal les variations de courant : votre couche sera construite de manière anarchique avec des risques de friabilité et surtout des problèmes de coloration.

Dans le tutoriel sur le processus d'anodisation, je vous donnerai une astuce pour vous en sortir avec 12 V, mais attention, c'est une astuce, PAS une solution...

Pour le calcul du courant, je vous propose cette vidéo qui montre 2 solutions pour les pièces aux surfaces complexes :



Voila, nous avons le bac et les accessoires, prochain tutoriel, on anodise ;-)
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DidierV



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MessageSujet: 7eme étape : L'anodisation partie 4   Ven 11 Jan - 17:28

« Les bases »

Après ce tutoriel, voici ou nous en serons :



Voila, on va anodiser ;-)

Le remplissage du bain :

(Bien sur, vous avez rempli votre bac avec de l'eau du robinet, testé que bulleur et agitateur marchent bien sans éclaboussure, puis vidangé le bac et enfin rincé avec un peu d'eau déminéralisée...)
Admettons que vous vouliez faire un bain de 8 litres, il vous faudra 4 litres d'eau déminéralisée que vous verserez dans le bac d'anodisation. Ensuite, versez doucement 4 litres d'acide de batterie.

Ensuite, mettez dans le bain un morceau de profil alu non anodisé que vous trouverez dans les supermarchés de bricolage et laissez ça une nuit. Le mélange eau/acide neuf est trop résistif, cela va dissoudre un peu d'aluminium, ce qui aidera à mieux démarrer.

Le lendemain, sortez ce bout d'aluminium et ajoutez l'additif d'anodisation si vous en avez.

Cet additif n'est pas indispensable, mais il vous facilitera beaucoup la tâche en vous autorisant d'anodiser à un maximum de 28°C au lieu de 20°.

Début du cycle :

Attachez votre pièce (qui bien sur à passé tous les bains de préparation!) sur le support, réglez la profondeur (la pièce doit être totalement immergé sans rien toucher), branchez les cathodes (-) et le support (+) à l'alimentation.

Mettez vos potentiomètres tension et courant à 0. Allumez l'agitation et/ou le bulleur. Seulement maintenant, allumez l'alimentation.

Augmentez la tension à plus de 16V (si elle est réglable) et seulement ensuite montez le courant à la valeur calculée. Si vous avez une alimentation avec gestion d'un courant constant, la tension se régulera automatiquement pour que le courant reste stable à la valeur réglée. Sinon, surveillez le courant et ajustez le finement (Cas d'un rhéostat).

Voilà, il ne vous reste plus qu'à surveiller le temps et surtout la température ! Grâce au bac de refroidissement, maintenez la température à votre valeur cible.

Une fois le temps de cycle écoulé, sortez la pièce et procédez à 2 rinçages à l'eau déminéralisée.

« Pour aller plus loin »

Nous allons voir l'influence de la tension, du courant, de la température, du brassage et du bullage sur la construction de la couche anodique. Les courbes ont été tracé en temps réel pendant des cycles d'anodisation, grâce à l'alimentation : un chargeur Graupner ultra Duo 60+ en mode alimentation DC, connecté à un PC et au logiciel Logview. Bien sur, ce materiel est inutile pour anodiser, c'est juste pour le tutoriel.

1/ Voici 2 anodisations de 2 minutes. Elles sont très courtes, car il fallait pour cette démonstration que les paramètres du bain (température, position de la pièce,..) soient strictement identiques. Le courant est réglé dans les deux cas à 0,5 A.

Seule variable, la tension. Sur la première anodisation, j'ai limité l'alimentation à une tension de 12V maximum :



La courbe de tension, en bleu, monte immédiatement à la valeur maximum, soit 12 V. La courbe du courant en rouge, mets 30 secondes pour se stabiliser. Dans l'absolu, ce n'est pas un problème.

En revanche, le courant ne dépasse pas 0,25A ! On est donc à peine 50% du courant demandé...

Pourtant, vous verrez de petites bulles sur les cathodes... Vous allez donc vous dire « ça marche »...

Mais en fait, ce courant trop faible va avoir un effet très négatif sur la couche anodique : Admettons que vous ayez calculé ce courant de 0,5A comme celui nécessaire pour obtenir en 45 minutes une couche de 20 µ :



Comme nous sommes à 50% seulement des 0,5A, la couche ne fera donc théoriquement que 10µ (car la densité de courant en A/dm² n'est plus de 1,5 mais de 1,5/2) :



Seulement, dans ce contexte, la dissolution de la couche par l'acide n'est pas compensée par une valeur égale de conversion de l'aluminium en alumine! Au final, la couche ne fera certainement que 6 ou 8 µ !

C'est une épaisseur bien trop faible pour une belle coloration et avoir une couche résistante. Il faut savoir que la partie de la couche qui contient les pigments ne représente que les 2/3 de l'épaisseur... Donc, vous aurez entre 4 et 6µ de couche colorée... C'est juste trop faible !

Cette seconde courbe présente strictement les mêmes conditions de processus, mais avec une tension maximum de 24 V :



Cette fois, c'est totalement différent: la tension monte immédiatement à 16,5V et le courant à 0,5A. Ensuite, la tension se stabilise entre 14 et 14,5V.

Que nous apprennent ces deux courbes ? Simplement qu'entre 12 et 14 V, il y a seulement 2V d'écart. Mais grâce à ces 2 volts on passe 100% du courant calculé ! On aura donc bien une couche de 20 µ.

Maintenant, regardons l'influence de la température sur la tension et le courant.

Dans l'anodisation suivante, la tension est de nouveau limitée à 12V et le réglage de courant et à 0,4A .La température du bain est à 18°C au démarrage du processus (courbe marron). Je n'ai pas essayé de réguler la température afin que l'on puisse constater son effet sur la tension et le courant pendant 1h de cycle. Voilà le résultat :



L'anodisation démarre avec une tension de 12V et un courant de 0,34A seulement. Tandis que la température augmente doucement, le courant lui aussi augmente régulièrement.

À 37 minutes de cycle, un phénomène très intéressant se produit : La température du bain est monté à 20,2°C. À ce moment, on atteint le courant optimal réglé de 0,4A et la tension baisse un peu... De ce point à la fin de l'anodisation, tandis que la température continue à augmenter, la tension continue à baisser.

À cela, une raison très simple : plus l'acide est chaud, plus il est conducteur du courant. Il faut donc plus de tension à 18° qu'à 21° pour atteindre le courant nominal.

Ce phénomène permet d'entrevoir une solution pour ceux d'entre vous qui ont une alimentation limitée à une tension de 12 V : Travailler à plus de 21°C Mais attention:

La tension nécessaire n'est PAS une constante ! Elle dépend d'une foule de paramètres et sera différente en fonction de VOTRE bain.

Au-delà de 20°, votre anodisation sera un échec : Des marbrures et des brûlures vont apparaître. Cependant, l'additif d'anodisation permet de travailler à un maximum de 28°C. Ce peut être une solution. Mais, il est impossible de prédire si dans le cas de votre bain il faudra monter à 23, 25 ou 27°C...

Comme nous allons le voir, brassage et bullage influent aussi dans la tension nécessaire pour atteindre le courant... Ici, il n'y avait ni l'un ni l'autre, ce qui va certainement créer des défauts d'aspects et une couche friable

Disons que si vous avez une alimentation limitée à 12V, cela vaut le coup de tenter l'expérience avec l'additif. Si votre courant est atteint, pas de problème. Si ce n'est pas le cas, il sera temps d’investir dans une alimentation 24 ou 30 V...

Avec un bain bien conçu, j'ai constaté à plusieurs reprises que cela fonctionne aux alentours de 25 ou 26°C. C'est le cas de la courbe d'anodisation ci-après avec une température de 24°C maîtrisée, ou la tension nécessaire ne dépasse pas 11,5 V. Bien sur, l'additif d'anodisation est ajouté au bain. Dans ces conditions, le courant reste stable pendant tout le cycle :



Enfin, dernière courbe, l'influence du bullage est du brassage sur le courant. Pour les besoins de la démonstration, j'ai bloqué la tension à 12V :



À 34 minutes, j'ai allumé le bullage seul pendant quelques secondes : On constate que le courant chute. Dès que le bulleur est arrêté, le courant remonte.

À 46 minutes, j'allume le brassage et le bullage. Le courant chute aussi mais encore plus violemment. Il ne remonte pas car le bain froid sur les parois se mélange avec le bain chaud du centre du bain grâce à l'agitateur et la température globale du bains baisse constamment! La température est maintenant homogène, mais à baissé de 3°C.
À 57 minutes, je coupe le brassage et le bulleur seul est allumé : Le courant se stabilise alors, car la température du bain cesse de baisser.

Donc, comme c'est la tension qui permet de « passer » le bon courant :

Plus le bain est chaud, moins il faudra de tension,
Brasser le bain demande un peu plus de tension,
Le bullage augmente fortement le besoin de tension.

Pour finir, une courbe qui pourrait être considérée comme « parfaite », avec brassage, bullage,tension suffisante et température maîtrisée dans un delta de 1°C pendants 1h45 :



La couche produite et mesurée était de plus de 60µ !

Notez à 1h40 la tension qui monte de plus en plus vite... D'un seul coup elle atteint le maximum que peut débiter l'alimentation et le courant s'écroule. Ce qui se passe,c'est que la couche anodique devient tellement épaisse que même 22V ne suffit plus à maintenir le courant.

Prochaine étape, la coloration !


Dernière édition par DidierV le Sam 12 Jan - 10:04, édité 2 fois
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DidierV



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MessageSujet: 7eme étape : La coloration   Sam 12 Jan - 10:02

" Les Bases "

Après ce tutoriel, voici ou nous en serons :



Cette étape n'est pas obligatoire... Si vous voulez que l'aluminium garde sont aspect et simplement bénéficier de la protection de la couche anodique, passez simplement cette phase.


Un exemple d'anodisation "nature" pour ce carter de phare.

Le bain de colorant :

Pour de bons résultats, utilisez des colorants organiques formulés pour l'anodisation.

Le bain de colorant est à monter avec de l'eau distillée très chaude : Faite bouillir, coupez le feu, attendez que le frémissement s’arrête. Versez la poudre (3 grammes/litre est une bonne base), remuez et laissez refroidir. Il est conseillé de rajouter à température ambiante une dose d'antifongique et de conserver les colorants à l'abri de la lumière dans un endroit sec et frais.

La coloration :

Avant de colorer penser à bien rincer vos pièces, au moins 2 fois à l'eau déminéralisée. Sans un bon rinçage, vous risquez d’entraîner des traces d'acide du bain d'anodisation dans le bain de colorant, ce qui modifiera son pouvoir tinctorial.

Si vous faites votre colorant avec de l'eau distillée, vous devez atteindre le bon PH sans rien retoucher. Mais si une goutte d'acide passe dans le bain de colorant à chaque anodisation, petit à petit, le PH va changer...

Chauffer votre colorant entre 30 et 50°C. Attention, ne dépassez pas 50° ! À 60°, vous allez commencer le colmatage... 40°C est très bien, car c'est le compromis idéal entre une température assez élevée pour avoir une coloration rapide et efficace et pas trop afin de ne pas commencer le colmatage.

Trempez votre pièce. Ce qui va faire la saturation de votre couleur, c'est le temps de trempage : plus vous trempez, plus vous aurez de pigment dans les pores de la couche anodique et plus la couleur sera saturée.

Ayez à coté de votre colorant 2 bains d'eau déminéralisée. Le premier vous servira à rincer pour tester votre coloration. Si vous trouvez que la couleur n'est pas assez saturée, replongez la pièce dans le bain de colorant. Une fois que vous avez atteint la saturation qui vous convient, rincez à nouveau dans le 1er bain, puis dans le 2eme.

Le temps de trempage est très variable suivant la couleur. Généralement, avec un dosage à 3 grammes/litre, il faudra de 30 secondes à 5 minutes suivant la couleur.

Voici une démonstration en vidéo de coloration avec deux couleurs fondamentalement différentes, le bleu et le jaune :



« Pour aller plus loin »

Vous verrez sur beaucoup de tutoriel des colorations avec de la teinture à vêtement, à l'encre, de l'éosine,... Faisons le point :

Le problème des teintures à vêtements est que l'utilisation sur du tissu ne demande pas les mêmes contraintes que pour anodiser. En particulier, seuls une petite part des pigments sont assez fins pour rentrer dans les ports de la couche anodique. Ce qui fait que votre bain peut être rouge très foncé, mais la couleur sur pièce très pâle, voire inexistante : une fois que les pigments les plus fins de votre colorant sont « dans les pièces », même si votre bain est très concentré, vous ne pourrez plus colorer !

Pourtant, si vous trempez du tissu dedans, il sera coloré... De quoi être induit en erreur non ? Vous allez chercher pourquoi l'anodisation n'a pas marché, alors qu'en fait, vous tentez juste de faire rentrer une boule de bowling dans un trou de souris ;-)

C'est un peut la même problématique pour les encres, avec un défaut en plus : Elles ne sont pas faites pour résister aux UV.

L'éosine marche bien, mais là aussi les UV vont transformer très vite votre rouge en un rose pâle !

De plus, ces « alternatives » dégorgent souvent beaucoup dans le bain de colmatage à 100°, voir ne supporte carrément pas une telle température.

Je dois avouer qu'a environ 3€ la dose pour un litre de colorants formulé pour anodiser, je n'ai jamais trop compris l’intérêt de rechercher des solutions alternative...

Revenons aux colorants organiques d'anodisation.

Le PH de votre bain de colorant est très important pour obtenir une belle couleur. Si vous achetez vos colorants en poudre, je vous propose ce tutoriel vidéo pour régler le PH :



Prochaine étape : le colmatage !
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DidierV



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MessageSujet: 8eme étape : Le colmatage   Sam 12 Jan - 10:21

" Les Bases "

Après ce tutoriel, voici ou nous en serons :



Le bain de colmatage :

C'est très simple : Dans de l'eau distillée, ajoutez le colmatant. Faites bouillir et trempez votre pièce « en pleine eau ». Pour faire simple, laisser votre pièce dans le colmatant bouillant pendant un temps égal au temps d'anodisation : si vous avez anodisé 30 minutes, laissez colmater 30 minutes !

Sortez votre pièce, laissez refroidir un peut et rincez à l'eau du robinet.

Seul point d'attention, utilisez exclusivement un récipient en inox ou une casserole émaillée !

Voici une vidéo de démonstration :



« Pour aller plus loin »

Le PH du bain de colmatant est aussi est très important. Avec un bon colmatant, l'avantage est que si vous respectez le dosage et que vous employez de l'eau distillée (ou une eau déminéralisée de bonne qualité), vous aurez la bonne valeur sans correction du PH.

De plus, les bons colmatant intègres un «tampon » qui le rend peu sensible aux variations de PH. Si vous rincez bien et n’entraînez pas d'acide du bain d'anodisation dans le colmatant (pour ceux qui ne colorent pas), le PH restera stable.

En outre, et c'est très important, les colmatant performants ne sont pas cher et ne contiennent pas de polluant.

Vous pourriez colmater avec juste de l'eau distillée à un PH de 6. Je vous recommande quand même d'utiliser un colmatant qui apporte pas mal d'avantages :

- Vous n'aurez pas d'effet de « poudrage », ce défaut d'aspect qui fait que votre pièce semble couverte d'une fine couche de farine...
- Nous l'avons vu : Le colmatant dispose d'un bon tampon pour maintenir le PH à sa bonne valeur.
- Le colmatant intègre un filtre UV qui va encore augmenter la résistance de vos pigments,
- Il durcit la couche anodique, la rendant encore plus résistante,
- Il donne à la pièce un « velouté » au toucher. Pour certaines pièces comme des boutons de potentiomètre par exemple, c'est très agréable.


Et le plus important : un bon colmatant bloque instantanément le dégorgement ! Il arrive souvent que je fasse des couleurs différentes dans le même bain sans aucun problème. De plus, en bloquant le dégorgement, votre bain reste propre et permet des dizaines de colmatages...

En revanche, le colmatage « au sel de cuisine » est juste une légende !

Il ne faut pas hésiter à filtrer le bain de colmatant dés qu'il prend un aspect trouble. Dés que vous constatez l'apparition d'un phénomène de poudrage, renouvelez votre bain.

Voila, rincez à l'eau du robinet et admirer le résultat ;-)
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DidierV



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MessageSujet: En résumé   Sam 12 Jan - 11:33

J'espère que ce tutoriel vous aura intéressé ;-)

Ce tutoriel est assez long et peut donner l'impression que c'est compliqué d'anodiser... En fait, tous les amateurs qui s'y mettent se posent beaucoup de questions. Mais après quelques tests, ils constatent que c'est vraiment simple.

La chose qui semble la plus compliquée, quant on débute, est le calcul de la surface de la pièce et du courant...

En fait, ce n'est pas un gros problème, car après quelques essais et si vous utilisez un additif d'anodisation, vous verrez que c'est facile. On décompose la pièce en surfaces simples (carré, rectangle, cylindre,...) on les additionne et on rajoute à l'estime. Prenons le cas d'un cache culbuteur...



On découpe la pièce en forme simple :



Maintenant, on calcule :

- La surface rouge et on la multiplie par 2 car il y a 2 faces,
- La surface bleue et on la multiplie par 4 car il y a 4 faces,
- La surface verte et on la multiplie par 4 car il y a 4 faces,
- On additionne le total.

Admettons que le résultat soit de 10A, on anodise à 11A pour tenir compte des petites surfaces supplémentaires et des bouchons :



Notez que pour ce type de pièce, il est tout à fait possible d'anodiser le cache culbuteur en le montant sur une planche en plastique afin que l’intérieur ne soit pas en contact avec l'acide et donc de réduire fortement le courant d'anodisation.

Pour finir, voici un cycle complet en vidéo. Vous verrez que si j'ai développé des notions parfois ardues pour bien expliquer ce qu'il se passe, le cycle est plutôt simple :



Vous savez maintenant anodiser ;-)

Si ça vous intéresse, je peux vous poster d'autres tutoriels sur des techniques de colorations (bi-couleurs, "Camo", "Splash", dégradé, lettrage,...) ou des évolutions pour optimiser le cycle, le refroidissement automatisé par exemple...

A bientôt ;-)
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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Sam 12 Jan - 18:16

Shocked Ouah...!!! instructif et très complet, merci
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steph41

steph41

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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Dim 13 Jan - 20:17

Super! merci "professeur" king
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DidierV



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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Dim 13 Jan - 20:38

Merci Very Happy

Si vous avez des questions, n'hésitez pas Cool

A bientôt
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emlaserve



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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Mar 15 Jan - 9:01

Bonjour
Sujet très intéressant et très documenté que tu nous as proposé.
Merci pour toute ces explications.
J'ai une question est ce possible d'anodiser un cylindre de moto?
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DidierV



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Localisation : Sud de la france
Date d'inscription : 09/01/2019

MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   Mar 15 Jan - 11:04

emlaserve a écrit:
Bonjour
Sujet très intéressant et très documenté que tu nous as proposé.
Merci  pour toute ces explications.
J'ai une question est ce possible d'anodiser un cylindre de moto?

Bonjour,

Merci pour tes encouragements !

À partir du moment où il est en alu, oui ;-) Attention aux cylindres chemisés ! Tu ne peux mettre dans le bain que de l'alu ! Sinon, catastrophe !

Solution :

Il faut isoler le puits et/ou la chemise avec par exemple du "Plastidip". Bien appliqué (support parfaitement propre, bon séchage et 2 couches), le Plastidip supportera l'épreuve de l'anodisation, j'ai testé à plusieurs reprises...

L'anodisation étant insensible aux solvants, il est assez simple d'enlever le Plastidip après anodisation et colmatage !

Généralement, les cylindres comme les culasses donnent de bons résultats à la coloration.

Mais sans connaissances précises de l'alliage (ce qui est à 99,9% le cas avec un alliage de moulage, aucun fabriquant ne communique sur ce point...), il faut toujours ne colorer qu'une petite partie pour tester le résultat de la coloration et "au cas ou", prévoir des plans B : Pas de coloration, coloration Noir ou avec des tons foncé (rouge, bleu,...). Un jaune peut être compliqué sur ce type de pièce !

C'est assez facile de tester la coloration : Avant de tremper la pièce dans le bain de colorant, on mets une goutte de colorant concentré à un endroit invisible et on constate le résultat.

Ça reste quand même une pièce qui demande une bonne pratique de l'anodisation... Disons que l'on attaque ce genre de sujet qu'une fois que l'on a fait le reste de la moto ;-)

En revanche, c'est une vraie pièce d'amateur, car pour un pro, c'est une pièce chiante : Nettoyage si elle a déjà tourné, protection des zones à ne pas anodiser, ... Peu de pros accepterons de la prendre en charge ou alors, pour le prix d'un ensemble œils, bras et reins ;-)

A bientôt ;-)
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MessageSujet: Re: Le tutoriel sur l'anodisation   

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Le tutoriel sur l'anodisation
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