Publié le 28 décembre 2020 - par

Anodisez vos objets en aluminium

Je vous propose dans ce tutoriel une solution d’anodisation adaptée à de petits projets, pour de petites pièces comme un radiateur ou un boîtier de Raspberry par exemple. Nous allons créer une ligne d’anodisation industrielle en miniature (2 ou 3 litres) qui permet des résultats professionnels.

Anodisation de petits objets en aluminium

Commençons par découvrir brièvement ce qu’est l’anodisation : Naturellement, l’aluminum réagit au contact de l’oxygène en créant un oxyde, l’alumine. L’anodisation consiste à « encourager » artificiellement ce phénomène pour créer une couche d’alumine épaisse et très protectrice. Au passage, cette couche en partie poreuse, pourra être colorée « dans la masse » grâce à des pigments, ce qui donne cet aspect si particulier aux pièces anodisées.

L’anodisation confère aussi d’autres propriétés très interressantes. Voici les plus couramment exploitées : La couche anodique est diélectrique, elle permet de bloquer la corrosion galvanique, c’est une barrière thermique, elle possède un coef de friction très bas et a la dureté des meilleures céramiques,…

Avec un peu d’astuce, il est très facile de réaliser un petit bain d’anodisation parfaitement fonctionnel

La technique d’anodisation n’est plus à inventer ! Respectez le protocole et vous réussirez à 100 % ! Plus vous prendrez des libertés avec le protocole et plus le résultat sera décevant, c’est aussi simple que ça…

Dans ce qui suit, tous les produits sont disponibles aux particuliers, mais attention, cela ne veut pas dire qu’ils sont innofensifs ! L’eau de javel est dispo dans tous les super-marché, c’est pas pour ça qu’il faut la boire… Ceci dit, les produits que je vous indique ci-dessous sont peu dangereux une fois les bains montés. Il faut simplement respecter des règles simples :

  • – Utiliser des gants et des lunettes (des gants jetables suffisent),
  • – Ne pas laisser les produits à portée des enfants,
  • – Ne pas mélanger n’importe quoi,
  • – Pour monter les bains, utilisez une méthode simple : L’eau en premier, le produit actif ensuite,
  • – Tout récipient ou accessoires qui servent à l’anodisation ne peuvent plus servir à l’alimentation.

Tant que vous expérimentez avec des petits bains (disons – de 5 litres), les émissions de vapeur sont très faibles et le fait de travailler dans une pièce aérée suffit largement. Quant à ce que vous avez pu lire sur la production d’hydrogène du bain d’anodisation, sachez que si j’avais le super-pouvoir de produire assez d’hydrogène pour que ça devienne dangereux avec un bain de 5 litres et 2 A, je serais à l’abris du besoin 😉

Je n’aurais pas le même dialogue avec un bain de 60 litres et 50A…

On commence :

Le lavage

Le but de ce bain est d’éliminer de la pièce toute trace de graisses, huiles, corps gras et autres polluants. C’est très important, car cela conditionne toutes les autres étapes. La meilleure solution consite à utiliser un bain composé d’eau déminéralisée avec, en produit actif, une base chargée en tensio-actifs comme : https://www.anodi.fr/produits-chimiques/degraissant-avant-anodisation.html

Le processus de lavage/dégraissage est simple, dans une casserole en inox ou en acier émaillé, versez 1 litre d’eau déminéralisée et 40 grammes de l’agent actif. Faites chauffer à 70°C, maintenez cette température et trempez votre pièce 15 mn. Sortez-la et rincez immédiatement dans un bain d’eau de préférence déminéralisée.

C’est la bonne méthode si vos pièces sortent de votre tours, de votre fraiseuse ou si vous venez de les polir.

Si c’est simplement le radiateur de Raspberry Pi que vous venez d’acheter, un bon bain d’eau chaude avec du liquide vaisselle suffira.

Les tensio-actifs vont décoller les graisses et les huiles, les émulsionner et vous les verrez flotter en surface.

Le décapage

Le but de ce bain est d’enlever en surface de la pièces de quelques microns à quelques centièmes de mm de matière afin d’obtenir une surface nue. Il va aussi oxyder certains éléments d’alliage non désirables. Votre pièce peut ressortir de ce bain blanche, grise ou noire suivant les composants de l’alliage d’aluminium… Ne la touchez pas, le bain suivant va régler ce phenomène.

Dans un bac en plastique, versez 6 doses d’eau pour une dose de lessive de soude (environ 2€ en super-marché). Trempez votre pièce à température ambiante pendant 3 à 5 minutes, sortez et rincez 2 fois à l’eau déminéralisée.

Ce bain émet un peu de vapeurs irritantes, travaillez en extérieur ou sous une fenêtre.

Si les pièces sortent du bain :

  • Blanches, ce sont des alliages peu alliés ou avec des éléments d’alliage qui ne poseront pas de problèmes.
  • Grises ou noires, ce sont des alliages alliés avec des éléments d’alliage qui peuvent poser des problèmes (nous en parlerons plus loin).

Si la pièce devient noire comme ici, c’est le signe d’un alliage au cuivre ou au zinc, qui demande plus d’attention qu’un alliage qui restera blanc.

La désoxydation

C’est le bain le plus important des 3 étapes de préparation ci-dessus. Il va préparer votre pièce à l’anodisation quelque soit l’alliage en détruisant en surface les oxydes d’éléments d’alliage et en neutralisant les résidus de soude du bain de décapage. Je vous recommande ce produit, spécialement formulé pour ne pas attaquer l’aluminum : https://www.anodi.fr/produits-chimiques/desoxydant-blanchiment-neutralisation.html

( Note importante : Par le passé, l’acide nitrique était utilisé. Mais c’est un acide très dangereux et interdit à la vente aux particuliers. Ne tentez pas de vous en procurer par des moyens détournés ! )

Dans un bac en plastique, versez 1 dose d’eau pour une dose d’ANODI730. Trempez votre pièce à température ambiante pendant 3 à 5 minutes, agitez un peu, sortez et rincez 2 fois à l’eau déminéralisée.

Le désoxydant rendra la pièce parfaitement blanche en 3 ou 4 minutes. Si ce n’est pas le cas, ne tentez pas de l’anodiser : Ce n’est pas de l’aluminium !

L’anodisation

Commençons par fabriquer un bac d’anodisation! Prenez un bac qui permet un niveau d’électrolyte de 2/3 du bac. Si votre bac fait 10 litres à raz bord, limitez-vous aux environs de 7 litres de liquide. Choisissez un bac haut et profond plutôt que large et de faible hauteur. Ce sera votre bac d’anodisation. Ne soyez pas chiche sur le volume du bain : Plus le bain sera gros, moins vous aurez de problème de température. Quelques valeurs pour dimensionner le bain :

  • Un radiateur de Raspberry Pi : 3 litres
  • Un boitier de Raspberry Pi : 5 litres
  • Une paire de poignées de moto : 8 litres

Trouvez aussi un second bac plastique dans lequel le bac d’anodisation rentrera, ce sera votre bac de refroidissement. En remplissant le bac de refroidissement avec de l’eau chaude ou froide, vous amènerez le bain d’anodisation à la température idéale.

Ce bac est très important, car la température du bain est juste capitale dans le processus !

Dans le bac d’anodisation, montez 2 cathodes en opposition. Ce peut être 2 feuilles de plomb, ou du plat d’aluminium (brut) provenant de super-marché de bricolage. Les cathodes doivent être les plus grandes possible, reliées électriquement ensemble et raccordées au – de l’alimentation.

Un bulleur d’aquarium suffira à l’agitation dans un petit bain (- de 10 litres). Reliez cette pompe à air à un tube plastique que vous boucherez et réalisez avec une spirale au fond du bain que vous percerez avec une aiguille pour réaliser le bullage.

Autre solution, brassez le bain avec un petit moteur, une tige filetée (INOX A4 !!!) pour un arbre long, et une petite hélice comme ici :

Si vous avez une imprimante 3D, rien de plus facile que de réaliser un coupleur (pour lier l’arbre du moteur et la tige filetée) et une hélice. Dans cette exemple, il aurait était aussi possible de réaliser en une seule pièce l’arbre et l’hélice. Le PLA résiste bien à l’acide du bain !

Une cornière en alu vous servira de support pour suspendre vos pièces dans le bain.

L’attachement des pièces est important ! Le contact doit être ferme et la conductivité électrique parfaite. Pour réaliser l’attachement, utilisez de l’aluminium ou du titane exclusivement.

Le bain est constitué à parts égales d’acide de batterie (acide sulfurique entre 32 et 37%) disponible en super-marché de bricolage et d’eau déminéralisée au ratio de 1 pour 1 : 1 litre d’acide + 1 litre d’eau déminéralisée = 2 litres d’électrolyte. Par litre, rajoutez 40gr de cet additif : https://www.anodi.fr/produits-chimiques/additif-d-anodisation.html

Il vous permettra d’anodiser au-delà de 19°C et facilitera grandement le processus d’anodisation.

Passons maintenant au concept crucial de l’anodisation : La température ! 2 cas de figures :

Vous avez une alimentation réglable en tension

disons 0-30V, vous pourrez anodiser entre 18 et 26°C suivant ce tableau qui donne la tension à régler en fonction de la température du bain :

Tension à régler sur l’alimentation en V

Température du bain en °C

16

18

15,4

19

14,7

20

14,3

21

14

22

13,7

23

13,3

24

13,1

25

13

26

Mais attention : Si vous commencez l’anodisation à 16°C, vous devez maintenir cette température du début du cycle à la fin ! C’est capital !!!

Vous avez une alimentation à tension fixe

dans ce cas, toujours en fonction du tableau, vous devez amener le bain à la température qui correspond à la tension que délivre votre alimentation.

Et le courant ? Dans ce tuto, je fais une simplification. Disons que pour reprendre les valeurs dont nous avons parlé, il faudra une alimentation capable de débiter pour :

  • Un radiateur de Raspberry Pi : au moins 2A
  • Un boitier de Raspberry Pi : au moins 3A
  • Une paire de poignées de moto : au moins 5A

Vous n’avez pas à régler le courant. Il sera automatiquement établit en fonction de la surface de la pièce, de la température du bain et de la tension.

Mais comment réguler la température du bain ?

Vous avez rempli le bac de refroidissement avec de l’eau à 18°C et votre bain d’anodisation est lui aussi à 18°C. Donc, pendant l’anodisation, la température ne peut que monter (à moins que vous travailliez dans le grand nord dans une pièce à 5°C ! ). La méthode la plus simple est de prélever (par exemple avec une seringue en plastique) un peu d’électrolyte du bain et de le remplacer par de l’électrolyte frais que vous aurez placé au congélateur (il ne gèle qu’a -25°C). Donc, pendant l’anodisation, si le bain monte de 1°C, vous prélevez 1/2 verre d’électrolyte « chaud » que vous remplacez par de l’électrolyte glacé : la température du bain va immédiatement baisser.

Ne soyez pas radin avec le volume de bain : Plus il sera important, moins vous aurez de problèmes de gestion de la température : Dans un bain de 8L, un radiateur de Rasp ne nécessitera pas de correction de la température du bain. Considérez votre bain comme un récepteur électrique géré par la formule P=UI : La puissance est égale à la tension * le courant. Si votre radiateur de Raspberry Pi nécessite 1A et que vous anodisez à 18°C, donc à 16V (CF le tableau) vous allez développer 16*1 = 16 Watt. Si votre bain fait 1/2 litre, ces 16W provoqueront un échauffement plus important que s’il fait 8 litres.

Anodisez pendant 45mn en relevant toutes les 3 minutes la température, le courant et la tension. Si vous avez un problème, cela sera capital pour vous aider à trouver le problème.

Sortez la pièce du bain, rincez-la dans 2 bains d’eau déminéralisée.

Voilà un bac d’anodisation avec le moteur (1), le support d’anodisation (2), les cathodes en plomb (3), la pièce, attachée avec un fil en titane (4).

La coloration

Déjà, un autre concept fondamental : L’anodisation colorée (ou pas) n’est pas une peinture ! Ce n’est pas une « peau » sur la matière, c’est une coloration dans la masse. C’est cela qui donne cet aspect si particulier…

Si la pièce est mat avant anodisation, l’aspect sera mat. Si la pièce a été polie, l’aspect sera brillant.

Pour colorer, utilisez de vrais colorants spécifiques pour anodiser. Ils ne sont pas plus chers que les « recettes de grand mère » que vous trouverez un peu partout sur le net (teinture à vêtements, éosine, encre d’imprimantes,…) mais surtout : Ils sont plus solides face aux UV…

Résultat d’une pseudo-économie : les UV ont détruit les pigments et le rouge vif est devenu un rose délavé…

Pour colorer, chauffez le bain entre 50 et 55°C puis trempez la pièce. En fonction de la couleur et de la saturation que vous voulez obtenir, laissez tremper entre 1 et 10 minutes. Plus vous laisserez longtemps la pièce exposée dans le bain de colorant, plus le ton sera saturé.

Pour évaluer si vous avez la bonne saturation, sortez de temps en temps la pièce et trempez-la dans un verre d’eau déminéralisée. Si le résultat vous convient, passez au colmatage, sinon, retrempez la pièce dans le colorant.

Le colmatage

Cette opération consiste à refermer les pores de la couche anodique dans laquelle les pigments ont été insérés.

Comme pour les colorants, utilisez les bon produits ! Vous verrez sur le net des tas de choses, comme par exemple l’utilisation de sel de cuisine pour colmater… Le sel de cuisine ne colmatera rien du tout, cette légende vient du fait que les sels de nickel sont utilisés comme colmatant par l’industrie (de moins en moins d’ailleurs !). Quelqu’un a un jour fait un tuto en zappant « de nickel », ce fût recopié et voilà une belle ânerie qui circule !

Utilisez un vrai colmatant sans métaux lourd comme : https://www.anodi.fr/produits-chimiques/colmatant.html

Faite bouillir le bain de colmatant et trempez la pièce un temps égal à l’anodisation : vous avez anodisé 45 mn, colmatez 45 mn. Sortez votre pièce et rincez-la au robinet, voilà, vous avez fini !

Avec un peu d’habitude, vous réaliserez des anodisations multi-couleurs comme ce logo noir sur le fond orange de ce tube d’échappement.

Elimination des déchets

Ce qui rend l’anodisation très écologique, c’est que les bains sont permanents et on réalise avec, des centaines d’anodisations.

Quand cependant il faut les remplacer (car ils ont été pollués par manque d’entretien) :

  • Les bains de lavage et de décapage sont compatibles égout
  • Le bain de désoxydant qui est un acide est neutralisé en versant tout doucement dedans par petites touches le bain de décapage (qui est une base). Quand ça ne mousse plus, laissez reposer 24h. Cela précipite les polluants. Videz à l’égout sauf le dernier centimètre à laisser évaporer. Réunissez les poussières solides dans un bocal (il vous faudra bien 50 ans pour le remplir 😉 ). Amenez en déchetterie.
  • Le bain d’anodisation est à traiter comme le bain de désoxydation. Mais hormis si vous le polluez irrémédiablement (Si vous avez tenté d’anodiser de l’acier…) vous ne renouvellerez que 1/4 du bain.
  • Les colorants s’éliminent à l’égout sans traitement,
  • Le colmatant s’élimine à l’égout sans traitement.

 

Si vous avez des questions, n’hésitez pas à les poster en commentaires, je vous répondrai volontiers 😉

Note de framboise314 : Un grand merci à Pascal, un professionnel de l’anodisation, qui a bien voulu partager son savoir-faire avec les lecteurs du blog

Sources

Kit complet 20 litres

https://www.anodi.fr/kits/kit-complet-20-litres-v2.html

Tutoriels vidéo

https://www.youtube.com/channel/UC6_r8H2hoMzPx7ieUWsfJNg/videos

https://www.anodi.fr/

 

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3 réflexions au sujet de « Anodisez vos objets en aluminium »

  1. Degeest Marc

    bonsoir
    j’ai 4 piet de station de peche affair annoyse en noir
    il font 1 M de long
    es que vous savez le faire et le coup de cette opération
    merci d’avance dans l’attend de vous lire

    Répondre
    1. Didier

      Bonjour Marc,

      Oui, ANODI fait des prestations d’anodisation, mais vous devriez les contacter : le mail est sur le site anodi.fr
      ANODI ne fait pas de produits de série. Aussi, chaque anodisation est étudiée au cas par cas.
      Cordialement

      Répondre

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