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Une présentation du processus d'anodisation de l'aluminium et de correspondance des couleurs
L'anodisation est un excellent moyen de donner une finition attrayante et physiquement durable aux pièces en aluminium. L'anodisation améliore la résistance à la corrosion, la dureté de la surface, empêche les rayures et constitue une base idéale pour la peinture, la colle ou le revêtement en poudre.
Essayer de faire correspondre les couleurs sur des pièces anodisées représente un certain nombre de défis. Certains de ces défis proviennent du processus lui-même, et d'autres sont le résultat de l'alliage métallique utilisé.
Les développeurs de produits doivent connaître les facteurs clés qui affectent la cohérence des couleurs et la correspondance des couleurs avec l'anodisation de type II pour l'aluminium, qui est le type d'anodisation le plus courant que l'on trouve sur les produits de tous les jours.
Nettoyage et gravure
L'anodisation commence par le nettoyage de la pièce dans une série de réservoirs de détergent et de rinçage.
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Après avoir été lavée, la pièce peut soit être gravée, ce qui laisse une finition mate, soit éclaircie pour créer une surface plus polie et brillante.
La gravure et l'avivage éliminent les traces de métal. Cela modifie la chimie de surface de la pièce au niveau moléculaire. La quantité de matière retirée varie en fonction de nombreuses conditions, notamment la température, le temps, le pH de la solution ainsi que la taille et la forme de la pièce.
Ce premier processus crée donc une certaine variabilité du produit fini difficile à contrôler avec précision.
Construire la couche de film
Après le nettoyage, l'étape suivante consiste à créer une couche d'oxyde d'aluminium. La pièce est suspendue dans un réservoir d'acide sulfurique (l'électrolyte), et un courant électrique est utilisé pour produire des micropores à la surface de la pièce cible. La taille et la forme des pores dépendent de l'alliage métallique. Ces pores se remplissent d'ions oxygène libres dans l'électrolyte pour créer une couche d'oxyde solide mais poreuse. La profondeur des pores dépend de la température du réservoir, de la concentration de la solution, du temps passé dans le réservoir et plus particulièrement de la tension électrique. Plus de temps dans le réservoir et / ou une puissance plus élevée produiront des pores plus profonds, ce qui signifie qu'un film plus épais d'oxyde d'aluminium sera formé. Ce processus est très difficile à contrôler avec précision car la profondeur des pores ne peut pas être mesurée activement pendant l'anodisation et ne peut être estimée qu'en fonction des conditions générales.
Métallurgie
Le principal facteur affectant la couleur est la composition du métal de base. La présence d'oligo-éléments comme le zinc, le cuivre, le manganèse et le silicium est essentielle pour les performances de l'alliage. Mais ces éléments ne répondent pas au processus d’anodisation de la même manière et conduisent à nouveau à des variations de couleur imprévisibles.
Ajout de couleur
Il existe deux façons d'ajouter de la couleur à l'aluminium pendant l'anodisation.
La première est la coloration électrolytique. Avec cette technique, la pièce est immergée dans un autre réservoir de solution, avec des sels métalliques. Ces sels remplissent les pores et forment un revêtement très résistant qui résiste à la décoloration aux UV, mais ces couleurs sont généralement limitées à une couleur bronze ou noire.
La deuxième méthode consiste à colorer par immersion, c'est à dire à placer simplement la pièce dans un réservoir de colorant. Le colorant est absorbé dans les pores, puis la surface est bouillie dans de l'eau désionisée pour arrêter toute réaction ultérieure. Cette méthode offre de nombreux choix de couleurs, mais les couleurs peuvent ne pas être très résistantes aux UV et peuvent donc s'estomper avec le temps.
Le résultat
L'aspect visuel final n'est pas seulement formé par la couleur du colorant mais également par la profondeur des pores. Cela affecte la façon dont la lumière est absorbée ou réfléchie par la surface. Comme mentionné précédemment, différents éléments de l'alliage vont affecter la taille et la forme des pores et l'absorption des colorants.
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Toutes ces interactions complexes font qu'il est impossible d'attendre d'une finition anodisée qu'elle corresponde exactement à un échantillon de couleur précis. Pour palier cela, nous conseillons aux développeurs de produits de se fixer une valeur cible, et d'anticiper une plage d'écart admissible par rapport à cette valeur. Aussi, il faut savoir qu'un écart est possible d'un lot à l'autre, même dans des conditions étroitement contrôlées.
Enfin, il faut noter que toutes les couleurs ne peuvent pas être reproduites sur tous les supports.
Pour de meilleurs résultats, nous vous invitions à nous contacter à l'avance pour discuter de vos exigences en matière de couleur, et nous pourrons vous offrir des conseils en fonction de l'alliage métallique et de l'application finale de votre futur projet.