J'ai décidé de me lancer dans certains dossiers qui ne sont peut être pas spécifiques à l'Airsoft ou aux GBBr, mais que j'utilise pour notre loisir commun dans certaines circonstances.
Mon premier dossier sera l'anodisation des pièces en alu. Je ne sais pas si il y aura au dossier suivant, on verra bien... Je me suis dit que de plus en plus de gens créent des Customs et lancent des pièces personnalisées pour leur propre répliques, donc je vous fait partager ça. Si ça peut aider, c'est bien, sinon, tant pis...
Je me doute que peu de gens se lanceront dans l'aventure, mais bon, si les plus bricoleurs sont tentés, c'est déjà ça...
Ayant fait pas mal de recherches pour finaliser mon projet de LR-300 GBBr pour faire un traitement de surface correct, je vous fais partager les infos que j'ai glané sur le NET ici et là.
Voila l'idée : Vous faire découvrir l'anodisation sur des pièces en aluminium ! (pour ceux qui ne connaissent pas, évidement)...
C'est un process d'anodisation électrochimique en bains appelé anodisation sulfurique que je vais vous présenter dans ce dossier. C'est un traitement qui tient relativement bien aux chocs et rayures si c'est bien fait.
Il existe plusieurs types d'anodisation industrielles, mais pour certaines c'est pas la même histoire pour nous les bricoleurs du dimanche...
Je vous fais partager les informations que j'ai glanées tout au long de mes recherches sur le Net. C'est en effet un Mix des différents posts et articles que j'ai pu trouver.
- La première partie de cet article vient de ce post que je vous donne en lien, c'est la moindre des choses pour celui qui l'a pondu, même si les images ne sont plus disponibles : =-> [ Tutoriel ] L'anodisation pour tous ! <-=
- Ou encore, pour ceux qui ne souhaitent pas lire 15 pages, même si c'est fortement conseillé, une explication en image très bien faite : =-> Comment anodiser de l'aluminium <-=
- L'Anodisation Sulfurique :
C’est cette solution que nous allons préférer, l’acide sulfurique s’achète assez facilement dans toutes les grandes surfaces de bricolage ou dans les drogueries près de chez vous. Le produit est dilué à 30 à 40% en général pour les applications dans les batteries de voiture ou moto. A ce sujet il est vivement conseillé d’utiliser gants plastique et lunettes et tout autre protection pour ne pas se bruler avec l'acide. Écartez vos enfants et animaux de votre zone de travail...
IMPORTANT : Ne versez jamais l’eau dans l’acide, mais l’inverse (éclaboussures). On ne compte pas les accidents d’yeux brulés par les projections d’acide (l’œil devient blanc à la moindre goutte). Versez l’acide le goulot le plus près possible de la surface de l’eau et doucement en éloignant le visage des risques de projections… (Un masque plexi est bien meilleur). Soyez proches d’un évier afin de vous rincer abondamment à l’eau en cas d’accident ! Dans la manipulation des acides, il ne faut rien improviser Pour votre information, cette technique appelée aussi “Anodisation dure” peut faire chuter la résistance à la fatigue de la pièce en aluminium. Préférez donc des pièces qui ne sont pas trop soumises à des contraintes extrêmes.
Évitez par exemple les support alu fin qui encaissent des mouvement ou des charges importantes et toutes les pièces où les contraintes sont élevées... C'est quand même assez rare dans notre loisir, on est pas à bord d'un avion de chasse non plus...
- L' Anodisation Chromique :
C’est de loin le meilleur process d’anodisation, d'ailleurs très utilisée dans l’aviation. L’anodisation sulfurée de l’aluminium peut réduire la résistance à la fatigue d’une pièce malgré sa dureté de surface. Si cette pièce devait subir des efforts élevés, les industriels vont préférer la technique de l’anodisation chromique. Pour nous "bricoleurs", l’anodisation chromique s’avère impossible à mettre en œuvre. Le bain électrolytique étant constitué de trioxyde de chrome anhydre (ou Acide Chromique). Composant chimique extrêmement toxique qui n’est livré qu’en tonneaux de 200 litres et uniquement aux industriels. Il se présente sous forme de boules rouges à mélanger à de l’eau distillée.
De plus, cette technique disparait de plus en plus pour des questions de pollutions et de respects des dernières normes ROHS.
- L' Anodisation Phosphorique :
Méthode utilisée par les industriels pour rendre la surface adhérente aux laques (peintures Epoxy). Cette méthode ne nous concerne pas, elle est utilisée souvent dans l’industrie des portes et fenêtres aluminium.
D'après les infos que j'ai de la part de personnes travaillant dans une société qui fait de l'anodisation industrielle, sur certains alliages d'alu utilisés couramment dans l'industrie et en usinage, les finitions peuvent être très différentes. En effet, une pièce identique en Alu AL7075 anodisée en noir mat tournerait au bleu avec une exposition prolongée aux UV, alors que cette même pièce en Alu AL6061-T6 tiendra de nombreuses années sans réagir aux UV avec la même finition et le même process d'anodisation...
Pour une question de tenu de l'anodisation aux UV en plus de la tenu mécanique sur le support, je vous laisserais faire vos propres recherches sur le net pour choisir votre matière à traiter.
Les anodisations sur des alliages d'alu coulé comme le Zamac, c'est la loterie en fonction de la composition de la matière, à vous de faire vos propres essais.
J'ai quand même un doute sur le résultat d'un traitement d'anodisation sur ce type de matériaux, et je ne vous donnerais aucune garantie de tenu sur ce type de matière car la composition est différentes suivant les fabricants qui nous intéressent, comme G&P, King Arms, WE Tech, etc...
Le traitement de surface utilisé par G&P n'est surement pas une anodisation standard, voire même peut être pas une anodisation du tout chez WE ou KA , mais un autre traitement de surface que je ne connais pas...
Je précise qu'il s'agit ici de manipulations qui peuvent être DANGEREUSES! On utilise de l'électricité en milieu aqueux (liquide), un mélange d'acide et d'eau, ou de la soude... Donc prudence...Utilisez des gants, portez des lunettes, un tablier en plastique si vous en avez et ne faites rien à la légère...Moi même ou GBB-Technique ne sauraient être responsable de votre manque de jugeote lors de la manipulation de produits dangeureux... Certains appellerons ça de la sélection naturelle, hein Ding...
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1°/ Alors, l'anodisation... WTF???...
- L'anodisation est utilisée dans tous les milieux pour protéger ou pour décorer l'aluminium entre autre.
- L'anodisation est un traitement de surface qui permet de protéger et/ou de décorer une pièce en métal. En effet, d'autres matériaux s'anodisent, mais le plus connu est l'Aluminium.
- C'est un procédé chimique par électrolyse de coloration de l'aluminium, assez simple à réaliser chez soi si on a des notions de chimies, d'électricité et de traitement du métal...
Donc en gros => à la portée de tout le monde si on respecte les règles de sécurité basiques.
Concrètement, on génère par électrolyse une couche poreuse à la surface de l'aluminium, qui servira de protection à la pièce une fois la couche refermée. On peut au passage y injecter de la couleur, pour teinter la pièce dans la masse.
2°/ Le matériel nécessaire pour la cuve de traitement :
- Une cuve d'anodisation en plastique.
- Une ou des cathodes en plomb (ou tout autre métal non attaqué par l'acide: alu, or, platine,...)
- Une ou des anodes en aluminium.
C'est donc à l'intérieur de cette cuve que va se dérouler la réaction chimique. On peut utiliser un bac de rangement en plastique du commerce, ou tout autre type de récipient qui n'est pas attaqué par l'acide (verre ou plastique sont les plus courants).
On a besoin de deux types d'électrodes; des cathodes en plomb (ou tout autre métal non attaqué par l'acide: alu, or, platine,...) et des anodes en aluminium. C'est à ces anodes qu'on connectera/fixera les pièces à anodiser.
Personnellement, j'utilise un rail en aluminium, qui permet de suspendre les pièces dans l'acide, reliée par un fil en aluminium. L’idéal est d’utiliser de la visserie alu également pour ne pas créer une éventuelle pollution en cas de contact avec le liquide électrolytique, le mieux est de tout prévoir en alu, comme ça, on ne se pose pas de questions...
Je vous conseille de choisir une cuve plastique transparente si vous en trouvez, ceci pour pouvoir suivre ce qui se passe dans le liquide. Mais bon, une cuve opaque fera tout aussi bien le boulot si vous n'avez que ça...
Les électrodes en plomb, ou autre matériaux choisi, DOIVENT représenter plus de 3 fois la superficie de la pièce à anodiser...Il vaut mieux voir large que pas assez grand. Le résultat sera mauvais si vous négligez ce point.
L'idéal est que cette cuve puisse se fermer, premièrement pour protéger des émanations de gaz, et deuxièmement pour éviter des projections éventuelles du liquide de traitement. je vous rappelle qu'on travaille quand même avec des produits dangereux...
Dans tous les cas, il est plus que vivement conseillé de faire cette manipulation en extérieur, ou au pire dans un endroit très très bien ventilé car les produits utilisés ne sont pas anodins pour la santé, et plus spécifiquement pour les poumons...
3°/ Le liquide de traitement :
- Pour le bain de l'électrolyse on utilisera de l'acide sulfurique dilué, comme dans les batteries de voitures.
- Pour la réaction, on a besoin d'une concentration à 15%, donc moins concentré que dans les batteries de voitures...
On peut trouver de l'acide dans certains commerces (mais c'est rares), dans des petites drogueries, certains magasins de bricolage ou chez des revendeurs de batteries tout simplement. Il est alors à une concentration de +/- 33%. On le mixe alors avec de l'eau déminéralisée pour abaisser sa concentration. Mais attention lors de cette manipulation il faut toujours verser l'acide dans l'eau et JAMAIS le contraire au risque de provoquer des éclaboussures !!!En effet, le mélange des deux ingrédients produit beaucoup de chaleur. Si on verse l'eau dans l'acide, l'eau va s'évaporer au contact de l'acide et peut projeter de l'acide dans les airs.
Exemple : 5 litre d'eau + 5 litre d'acide à 33% = 10 litre de solution d'anodisation.
ATTENTION : Je le répète, toujours verser l'acide dans l'eau et JAMAIS le contraire!
4°/ Une source de courant électrique :
La réaction d'électrolyse se produit lorsque l'on fait passer de l'électricité d'une électrode à une autre à travers un milieu aqueux (liquide à base d'eau), pour ça, il faut une source génératrice de courant électrique.
Je vous ai mis deux références différentes, l'une en entrée/moyenne gamme, la seconde permettant plus de puissance et plus de réglages. Il suffit de cliquer sur l'image pour être redirigé sur un site de vente bien connu et avoir les caractéristiques complètes de ces alimentations qui nous serviront pour ce travail...
Pour l'anodisation domestique on peut utiliser une source pouvant générer entre 12v et 20v, et un ampérage compris entre 1.5A et 4 A. Ici, 3A constant, et un voltage entre 0 et 15v est suffisant dans la majeur partie des cas.
Le must est une alimentation stabilisée qui peut fournir entre 1 et 20 Ampères, avec une tension supérieure à 20v, pour pouvoir répondre à des besoins déjà plus que raisonnables en termes de puissance électrique et donc de traiter un grand nombre de pièces en un même passage dans une grande cuve ou une grosse pièce qu'il sera difficile de traiter avec une alimentation trop juste.
5°/ Du colorant :
Pour colorer des pièces dans ce processus d'anodisation, il faut les plonger dans des bains de colorants, ben oui, ça parait logique.
On peut utiliser différents types de colorant, comme de "l'Ecoline", de l'encre pour les stylo plumes qu'on peut facilement se procurer dans des magasins de dessins, mais les colorants en poudre pour tissus ou des colorants industriels fonctionnent beaucoup mieux en général. Mais attention, les teintures (pour vêtements) marchent très bien en général, pour peu que l’on utilise celles prévues pour les fibres naturelles (coton, soie, etc...), il ne faut surtout pas prendre de teintures pour fibres synthétiques.
On peut évidement également essayer de trouver des teintes de couleur prévus pour l'anodisation aluminium, mais c'est plus difficile à se procurer que les autres solutions citées, bien que les résultats seront évidement meilleurs au final.
Il suffira donc d'incorporer le colorant en poudre choisi à de l'eau déminéralisée, les concentrations varient en fonction des tons désirés ou de la profondeur de la couleur souhaitée(entre 5 et 10 gr/Litre en général).
6°/ Les kits DIY existants dans le commerce :
Pour ceux qui n’ont pas le cœur à faire toutes les parties du système, ou qui n'ont pas le matériel de bricolage adéquat pour tout réaliser soit même, qui n'ont simplement pas envie de faire le mélange, il existe des kits tout prêt dans le commerce pour réaliser ce type d'opération à la maison. Certes, le matériel est plus basique et plus petit, mais pour débuter, c'est une bonne solution.
Certains kits sont livrés avec tout le matériel nécessaire, les produits, et les accessoires. Mais ça ne vaut pas une belle cuve bien propre et bien étanche comme montré en photo ci dessus.
Remarque et point un peu light de ce genre de kits, l'alimentation électrique est un peu légère à mon gout, mais ça permet quand même de se lancer à moindre frais, et de voir plus grand par la suite avec de nouveaux investissements si ont a besoin de plus de capacité...
Dans tous les cas, ça permet de toucher et de commencer facilement ce genre de choses.
Un lien vers un spécialiste de ce genre de kits :
=-> Restom® ANODI KIT <-=
On peut y voir des kits complets, des kits lights (sans alimentation et accessoires), des recharges de couleur, voir même des kits d'accessoires ou des alimentation seules.
Pour l’alimentation seule, il vaut mieux se diriger vers des sites comme Conrad, j’ai mis les liens vers deux alimentations que j’ai choisi, une entrée de gamme permettant de faire le travail, et une seconde bien plus haut de gamme permettant de traiter plusieurs pièces à la fois (voir ci-dessus pour ceux qui vont trop vite...).
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7°/ Le procédé d'anodisation et ses étapes :
On distingue plusieurs étapes pour réaliser une anodisation sur de l’aluminium :
- La Préparation des pièces.
- L'Anodisation à proprement parler.
+ Le Premier "rinçage". +
- La Coloration.
+ Le Second "rinçage". +
- Le Colmatage des ports.
Je vais vous expliquer ce qu'il faut faire étape par étape...
7.1°/ La Préparation des Pièces :
Pour qu'une pièce ait un beau rendu une fois anodisée, elle doit être au préalable parfaitement préparée. L'anodisation a pour effet de légèrement ternir une surface... autant dire qu'il ne faut pas hésiter à la polir ou passer par du microbillage.
Si une pièce a un rendu sablé et granuleux, elle ressortira sablée et granuleuse... et idem pour une pièce polie.
On ne va pas s'étendre sur les moyens de polir des pièces, mais le mieux reste d'utiliser plusieurs papiers à poncer, et de finir au belgom alu ou tout autre produit pour polir et faire briller l'alu :
- La pièce à traiter doit être polie et dégraissée (lavage avec liquide de vaisselle ou autre dégraissant).
- Le rinçage après le dégraissage est conseillé avec de l'eau déminéralisé pour ne pas avoir de taches d'eau séché. Chez moi, j'habite dans une zone où l'eau est très calcaire, et ça peut faire des dépôts sur les pièces.
- La pièce doit enfin être séchée pour éviter toute traces ou dépôts divers sur le métal, on peut la sécher sur du papier journal ou du sopalin par exemple. Évitez de sécher les pièces à la soufflette, ça va vite, mais les compresseurs ne font que recracher l'air environnant, c'est à dire que si vous êtes dans une cave un peu humide, l'air comprimé sera humide, et donc génèrera des traces sur vos pièces. Sans compter que les compresseurs finissent toujours par projeter de l'huile une fois qu'il s'usent, et en général de l'huile sur une pièce propre, ça fout tout en l'air, et on est bon pour tout recommencer...
- Il ne faut pas toucher la pièce avec ses doigts après cette phase, au moment de la coloration vous aurez alors de belles empreintes digitales indélébiles, dignes de la série TV “Les experts” !
- Une pièce grasse et sale donnera des auréoles que l'on peut voir sur la photo ci dessous après anodisation !
7.2°/ Préparer l'Anodisation proprement dite :
Calculer les paramètres de l'anodisation :
Le temps d’anodisation est donné par une formule ci dessous :
e=0,3 x d x t
- "e" est l'épaisseur en µm.
- "d" est l'intensité de courant en A pour une surface à traiter de 1 dm².
- "t" est le temps de traitement en minutes.
Donc pour avoir 15 micron d'épaisseur avec une intensité de courant de travail à 1,5A/dm² :
t=e/(0,3*d)=15/(0,3*1.5)= 33 min environ.
Une tension de 12 à 15v est une moyenne acceptable, la pièce (selon la taille) sera en électrolyse pendant 30 à 45 minutes. Il est préférable de faire des essais sur des chutes d’aluminium de surface similaire. L’anodisation doit être uniforme et sans auréoles, vous avez vu plus haut ce qui se passe au moment de la coloration si les pièces sont sales.
Rôle de la tension (volts) :
Si vous réduisez la tension, l’anodisation sera lente. Si vous l’augmentez, elle sera rapide. Cette vitesse est aussi appelée la vitesse de dissolution :
- Si la vitesse de dissolution > la vitesse d’oxydation on obtient un décapage de la pièce.
- Si la vitesse de dissolution = la vitesse d’oxydation on obtient un polissage électrolytique.
- Si la vitesse de dissolution < la vitesse d’oxydation on obtient une anodisation, c'est ce que l'on souhaite...
Un essai sur une pièce avec une tension de 35 v et voici le résultat au bout de 30 minutes (partie droite du barreau sur la photo), la pièce a été totalement décapée, c'est pas ce que l'on cherche, mais ça peut permettre de nettoyer des pièces oxydées avant la phase de préparation pour l'anodisation.
Vous devez faire des essais sur vos propres pièces, une tension de 12 à 15v est un bon compromis pour l'anodisation, mais il faut augmenter le voltage pour le décapage ou le polissage électrolytique.
Une fois la pièce préparée, elle doit être connectée au pole positif (+) de l'alimentation avec du fil d'aluminium et uniquement ça...
Introduire du cuivre ou tout autre métal peut polluer le bain au mieux, et tout faire cramer au pire...
On peut en trouver dans des magasins de bricolage intérieur et c'est vendu sous forme de bobines.
La connexion avec la pièce doit être très serrée, c'est à dire que ça doit tenir fortement sur le fil, à vous de voir comment faire, car c'est évidement spécifique à chaque forme de pièce.
Il faut se rappeler qu'à l'endroit où se fait le contact, la pièce ne sera pas anodisée, donc à vous de trouver le bon endroit où la connecter, et où la trace ne sera pas visible...
Les pièces sont reliées au pole (+), les cathodes en plomb au pole (-)
Maintenant ON DÉGAGE LES MIMINES des pièces, du bacs, et de tout le reste... Le mieux reste d'avoir un interrupteur pour couper le courant en cas de besoin...
(photos à venir)
- La réaction débute... (il est fréquent qu'en allumant le courant d'un coup sec, la réaction bloque quelques secondes avant de redémarrer...don't stress )
- Une formation de bulle apparait sur les cathodes, et un halo se forme autour des pièces, qui peuvent parfois aussi dégager des bulles.
Je rappelle qu'il est important de faire ces manipulations en extérieur, ou au pire dans un endroit très très bien ventilé si on à pas de terrain pour le faire. La réaction dégage de la chaleur et un gaz relativement nocif pour les poumons et qui a pour effet de vous mettre K.O une bonne journée. Il est donc déconseillé d'ouvrir le couvercle de la cuve et de ne pas attendre la fin du processus... Pendant l'anodisation, la pièce doit petit à petit prendre une couleur plus pale, c'est le signe que la couche d'anodisation se crée.7.3°/ Premier Rinçage :
Après les 30 à 45min de trempage, on coupe le courant et (toujours équipé de gants) on sort la pièce du bain, pour la plonger immédiatement dans un bain d'eau froide, ou sous le jet du robinet. La température a son importance pour la suite du process.
L'idéal serait d'utiliser de l'eau déminéralisée...Une fois bien rincée, on passe à l'étape de la coloration...
7.4°/ La phase de Coloration :
Le colorant s'il est à base de poudre doit être porté à une t° d'environ 40 à 60°C.
On plonge alors la pièce sans jamais la toucher à main nue dans le colorant pendant une 10aine de minutes. Le temps de coloration va avoir un effet sur la profondeur de la couleur. Laisser la longtemps pour une couleur profonde et un peu plus sombre, moins longtemps si vous voulez des nuances plus du type pastel.
7.5°/ Second Rinçage :
Après le trempage dans la couleur, il faut rincer brièvement la pièce pour enlever l'excédent de couleur, toujours à l'eau froide (déminéralisé si possible)...
Il faut maintenant refermer les pores de la couche d'anodisation qu'on a créée et dans lesquels on a injecté de la couleur pour que tout cela se fige et résiste au temps.
7.6°/ La phase de Colmatage :
Maintenant qu'on a créé une couche autour de l'aluminium, et qu'on y a inséré de la couleur, il faut refermer la couche pour solidifier la surface. On parle ici en microns, l'anodisation ne fragilise pas la pièce, au contraire, la surface anodisée est en général plus dure que non anodisée.
Le meilleur moyen "domestique" (entendre par là pour une personne non professionnelle de l'anodisation...) pour colmater une pièce est de la passer à l'eau bouillante pendant 15 à 30min.
Une fois que vous avez colmaté vos pièces, rincer les pièces à l'eau froide, essuyez-les, et voila le travail, vous avez des pièces anodisées toutes belles et toutes neuves...
Le colmatage a "fermé" les alvéoles et la couleur est restée emprisonnée à tout jamais, assurant une grande résistance à l’usure de votre pièce et une isolation électrique quasi parfaite.
Je rappelle qu'il s'agit ici d'un procédé DANGEREUX et qui réclame certaines connaissances et précautions. Portez toujours des gants, des lunettes, et si vous tenez à vos vêtements, portez un tablier plastique par dessus. =====================================================================================================================================================================================
Merci aux courageux d’avoir lu jusqu’au bout...
Si vous avez des remarques, des questions ou des améliorations à apporter, c'est à vous à la suite de ce dossier...
Cap'tain Caverne
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