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Anodisation : finition optimale pour aluminium

Cet article explique en détails la procédure de post-usinage connue sous le nom d’anodisation, notamment ses avantages et les options de coloration possibles.

L’anodisation est un traitement de surface utilisée pour la finition. Il s’agit d’une méthode consistant à réaliser une couche de conversion à la surface de l’aluminium (et d’autres métaux compatibles) : un procédé électrochimique permet de transformer la couche superficielle de métal en son oxyde, mais dans des proportions nettement plus élevées que ce qui arrive pour les pièces métalliques à l’état naturel. 

Contrairement à la peinture, qui consiste à ajouter une couche supplémentaire à la surface du matériau, l’anodisation permet l’intégration de la couche d’oxyde à la pièce elle-même, l’empêchant ainsi de partir en lambeaux. La couche en question est dotée d’une structure relativement poreuse et hautement ordonnée, ce qui permet d’effectuer des opérations additionnelles de coloration, voire d’imperméabilisation. Bien que l’aluminium soit considéré comme le matériau par excellence pour l’anodisation, d’autres métaux, comme le magnésium ou le titane, peuvent également être anodisés.

L’anodisation est communément effectuée en tant que finition sur les pièces issues de l’usinage CNC et de la tôlerie. Ce procédé, simple mais efficace, accroît la solidité de la pièce, de même que sa résistance à l’usure. L’esthétique de l’ouvrage est également améliorée, du fait de l’aspect brillant de la surface qui en résulte, avec en bonus, la possibilité d’y ajouter de la couleur.

L’anodisation : comment ça marche ?

L’anodisation s’effectue grâce un procédé électrochimique, et plus particulièrement via une cellule électrolytique. L’aluminium est d’abord nettoyé de fond en comble afin de le débarrasser de ses impuretés, avant d’être plongé dans un bain d’acide électrolytique. La cathode est intégrée à la cuve d’anodisation, tandis que l’aluminium, une fois immergé, joue le rôle d’anode.

Représentation simplifiée d’une cellule électrolytique
Représentation simplifiée d’une cellule électrolytique (Source)

On fait alors passer un courant électrique continu entre la cathode et l’anode, ce qui provoque la libération, dans le bain électrolytique, d’oxygène sous forme ionique, qui va alors migrer vers l’aluminium et se combiner avec les atomes à sa surface pour former une couche protectrice d’oxyde d’aluminium.

Le procédé altère la texture de la surface du métal au niveau microscopique, de même que la structure cristalline du métal au voisinage de cette même surface. Le titane en barre ou le plomb constituent les cathodes les plus fréquemment utilisées pour anodiser l’aluminium.

Exemple d'anodisation couleur d'une pièce
Pièce anodisée en noir

Il existe trois sortes d’anodisation, la différence entre elles se situant au niveau du liquide électrolytique utilisé :

  • Type I – Anodisation à l’acide chromique : ce type d’anodisation emploie un électrolyte à base d’acide chromique. Il en résulte un revêtement relativement fin, avoisinant les 0,00254 mm d’épaisseur, et offrant le moins de prise à la couleur durant les opérations de teinture. Ce type d’anodisation est peu employé en raison de sa résistance à l’usure sub-optimale et de sa porosité réduite.
  • Type II – Anodisation à l’acide sulfurique : ce type d’anodisation crée un revêtement dont l’épaisseur varie approximativement entre 0,00508 et 0,0254 mm, avec une meilleure prise à la couleur. Il bénéficie, de plus, d’une bonne résistance à la corrosion et à l’usure.
  • Type III – Anodisation dure : ce type d’anodisation est effectué avec de l’acide sulfurique, mais à des températures bien moins élevées. L’épaisseur du revêtement qui en résulte est la plus grande, et va de 0,0508 mm à 0,1524 mm. Les pièces ayant subi une anodisation dure bénéficient d’une excellente résistance à l’usure et à la corrosion, couplée à une forte porosité. Un autre genre d’anodisation, parfois mentionné sous le nom « d’anodisation architecturale », utilise des ions métalliques.

Les matériaux utilisés pour l’anodisation

L’opération d’anodisation peut être menée à bien uniquement sur des matériaux conducteurs, le plus largement utilisé étant l’aluminium. Les métaux non-ferreux (comme le magnésium et le titane) peuvent aussi être anodisés, de même que d’autres métaux comme le zinc, le niobium, le zirconium, le hafnium et le tantale. Les métaux ferreux, comme l’acier, ne peuvent pas être anodisés car le procédé les fera se corroder.

Exemple d'anodisation de pièces
Pièces anodisées

Les bénéfices apportés par l’anodisation

La liste qui suit présente quelques-uns des bénéfices apportés par l’anodisation :

  • De bonnes propriétés de surface : l’anodisation améliore les propriétés de surface du matériau traité, en améliorant la résistance de la pièce aux rayures, à la corrosion et à l’usure.
  • Une meilleure protection : l’anodisation offre une meilleure protection que la peinture, la couche de protection créée faisant partie intégrante de la pièce, elle ne peut pas s’écailler.
  • Offre une meilleure prise aux revêtements : la couche créée après traitement offre une meilleure absorption, ce qui fait que les amorces de peinture et l’adhérence des colles sont bien meilleures sur les pièces anodisées que sur leurs équivalents bruts.
  • Permet de prévenir le grippage : l’anodisation est connue pour empêcher le grippage (une forme d’usure causée par l’adhérence de surfaces glissant l’une sur l’autre) de composants filetés (boulons et écrous).
  • Un rendu de surface brillant : l’anodisation procure une surface brillante et esthétique, en plus de donner la possibilité d’appliquer à l’ouvrage toute une variété de couleurs.
  • De bonnes propriétés isolantes : le procédé améliore les propriétés isolantes des pièces traitées, leur conférant une conductivité électrique moindre par rapport aux pièces brutes.

Anodisation et couleurs

Les couleurs standards compatibles avec l’anodisation sont : le clair, le bronze, le noir et champagne. Parmi les autres couleurs, on pourra mentionner : le rouge, le rose, le doré, le jaune, le vert, le marron, le bleu, le violet, le vert olive et le gris. En revanche, les couleurs les plus communes sont le noir, suivi de près par le bleu, le rouge et le doré.

Teinture

Une pièce anodisée peut être teintée, mais on peut aussi faire en sorte qu’elle perde sa teinture. Elle est plongée dans un bain de couleur à chaud immédiatement après la procédure d’anodisation. Cette méthode permet d’obtenir une grande variété de couleurs.

Pièces anodisées en bleu
Pièces anodisées en bleu

Coloration électrolytique 

La coloration électrolytique est une autre façon de colorer une pièce anodisée. La méthode consiste à immerger la pièce traitée dans une seconde solution électrolytique, additionnée de sels métalliques qui viendront former un revêtement résistant aux UV. Malheureusement, cette méthode limite le choix de couleurs appliquables (uniquement noir ou bronze).

Choix des couleurs

Les couleurs pour les pièces anodisées peuvent être sélectionnées soit par leur nom, soit par leur code RAL. Les noms de couleur spécifient les couleurs les plus communes par une dénomination spécifique (par exemple : rouge ou vert). Cela reste l’option la plus largement répandue quand il s’agit de choisir une couleur dans le cadre de l’anodisation.

Certains centres de production de taille plus conséquente ont recours à l’utilisation du système des codes de couleur RAL afin de spécifier avec exactitude la couleur d’anodisation voulue. Le système RAL permet, en effet, de définir tout un jeu de nuances pour une couleur particulière, et donc de fournir une palette considérablement élargie. À titre d’exemple, il est possible d’utiliser le nom de la couleur « gris » pour obtenir le gris de base, alors qu’avec le système RAL, on pourra obtenir des couleurs plus spécifiques, comme le gris anthracite qui correspond au code « RAL 7016 ».

Conclusion

Xometry Europe offre des services d’anodisation en couleur et d’anodisation dure pour toutes les pièces réalisées en aluminium ou en magnésium. Choisissez parmi un large choix de couleurs, dont le noir, le bleu, le doré, le vert, le rouge, l’orange et bien d’autres encore.

Si vous souhaitez faire anodiser vos pièces, il vous suffit simplement de choisir le type d’anodisation voulue, ainsi que la couleur éventuelle, dans la colonne « Finitions » au moment où vous importez votre modèle sur notre plateforme de devis instantané. Si vous avez des doutes sur le type d’anodisation le plus approprié pour votre projet, nos experts sont prêts à vous apporter leur aide.