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Après avoir été usinée, une pièce de tôlerie a des marques d’outils visibles et des arêtes et des bavures potentiellement tranchantes. Cela affecte non seulement l’esthétique de la pièce, mais aussi les tolérances. Les opérations de traitement de surface pour les pièces de tôlerie améliorent également la résistance et confèrent des propriétés anticorrosion au métal.
Afin d’obtenir une pièce améliorée, il est toujours recommandé d’appliquer des finitions sur les pièces de tôlerie.
Les deux principes du procédé de traitement de surface
Les procédés de traitement de surface les plus courants pour la fabrication de pièces de tôlerie comprennent le placage et le polissage. Au cours du premier procédé, une couche est ajoutée à la surface, tandis que le second procédé implique l’enlèvement de matière de la surface. Le placage métallique est également appelé revêtement tandis que le polissage est généralement appelé finition de surface.
Placage ou revêtement métallique pour les pièces de tôlerie
Le principe général du revêtement métallique implique l’ajout d’une couche sur la surface. Les processus suivants expliquent ce sujet en détail.
Galvanisation
La galvanisation est un procédé principalement associé à l’acier. La galvanisation par immersion à chaud est un procédé d’immersion de l’acier dans un bain de zinc fondu, ce qui permet de recouvrir l’acier de multiples couches d’alliage zinc-fer et de zinc métal.
C’est parce que le zinc réagit métallurgiquement avec le fer dans l’acier et diffuse le revêtement perpendiculairement à la surface en créant une couche épaisse uniforme le long de la surface.
Passivation
La passivation est un procédé de post-traitement impliquant principalement de l’acier inoxydable. L’acier inoxydable comprend principalement du fer, du chrome et du nickel. Les propriétés anticorrosion de l’acier inoxydable sont fournies par le chrome dans l’alliage, car il produit naturellement une couche d’oxyde de chrome sur la surface tandis que le fer libre facilite la corrosion.
La passivation implique l’immersion de l’acier inoxydable dans un bain acide (par ex : l’acide nitrique) qui dissout le fer libre et améliore la résistance de l’oxyde de chrome, luttant ainsi contre la corrosion.
Anodisation
L’anodisation est similaire à la passivation, car elle augmente l’épaisseur de la couche d’oxyde, rendant ainsi la surface métallique résistante à la corrosion. Elle très courante pour l’aluminium. Elle diffère de la passivation où au lieu de simplement plonger la pièce dans l’acide, un processus électrolytique est impliqué. On l’appelle donc aussi passivation électrolytique.
[MA GDPR YouTube] Invalid video id.Dans l’anodisation, l’alliage d’aluminium est trempé dans un électrolyte d’acide sulfurique et utilisé comme anode. Lorsqu’une cathode (matériau inerte comme l’acier inoxydable, le nickel, le carbone, etc.) est placée et que l’électricité passe, l’oxygène s’écoule vers l’anode et réagit en formant un oxyde anodique. Cet oxyde anodique contient principalement de l’oxyde d’aluminium qui protège contre la corrosion.
Les électrolytes sont généralement constitués de :
- 10 à 15 % d’acide sulfurique en solution à 25℃ qui produit une couche d’oxyde d’environ 25 µm/h
- Un mélange d’acides oxalique et sulfurique à 30℃, produisant environ 30 µm/h
- 10% d’acide chromique fonctionnant entre 38 et 42 °C, produisant environ 15 µm/h
L’anodisation confère également une finition de surface grossière et granuleuse au métal. Elle facilite également le piégeage du colorant dans la couche d’oxyde, donnant ainsi une couleur quasi permanente.
Anodisation dure
Dans l’anodisation dure, des revêtements d’oxyde plus épais sont formés (entre 25 et 100 µm). C’est réalisé grâce à une électrolyse utilisant un mélange d’acide oxalique et d’acide sulfurique à des concentrations élevées et à une température comprise entre 0 et 10 °C. Les revêtements ont souvent une couleur entre le gris et le noir. La dureté est typiquement de 500 à 900 HV.
Chem-film
Chem-film, également connu sous le nom d’alodine ou iridite est également un processus de passivation de l’aluminium. Le film chimique est appliqué par trempage, pulvérisation ou brossage de l’aluminium. Cela n’affecte pas les dimensions et peut servir de base pour d’autres revêtements organiques.
Cela peut être appliqué pour réparer des surfaces anodisées. Le revêtement obtenu varie de l’incolore au jaune en passant par le brun dans le spectre. Par conséquent, différentes nuances de jaune peuvent être trouvées sur les métaux à film chimique.
Galvanoplastie
La galvanoplastie est une technique de placage d’un métal sur un autre par hydrolyse. Ici, la cathode est le métal à plaquer et l’anode est sacrificielle. Par exemple, une anode sacrificielle en argent peut plaquer la surface d’une cathode en acier ou en aluminium en hydrolyse. Ce procédé peut conférer aux métaux des propriétés de résistance et d’anticorrosion.
Brunissage
Le procédé de brunissage est appelé revêtement de conversion chimique. Contrairement à la galvanoplastie, le brunissage est produit par réaction chimique entre la teneur en fer dans les matériaux tels que l’aluminium ou l’acier et le sel oxydant présent dans la solution d’oxyde noir.
Les solutions sont largement disponibles et possèdent des catalyseurs, des pénétrateurs, des activateurs et des additifs qui participent à la réaction conduisant à une couche d’oxyde de fer noir, et à la formation de magnétite (Fe3o4) sur la surface du substrat. L’apparition de cire ou d’huile peut également augmenter l’anticorrosion et réduire les frottements dans les pièces.
La couleur noire aide à la réflexion de la lumière, ce qui permet d’obtenir une résistance aux UV et aux infrarouges.
Nickelage chimique
Le nickelage chimique (également appelé autocatalytique) implique le dépôt d’une couche uniforme d’alliage nickel-phosphore sur la surface supérieure du substrat solide, comme l’aluminium ou l’acier. Le substrat est plongé dans une solution aqueuse contenant des sels de nickel et des agents réducteurs de phosphore.
Contrairement à la galvanoplastie, cette procédure plaque le substrat uniformément tandis que la galvanoplastie présente une densité de courant et une résistance inégales du substrat.
Revêtement par poudre
Le revêtement par poudre consiste à appliquer une poudre sèche fluide sur un substrat. Contrairement à la peinture liquide normale qui utilise un solvant d’évaporation, le revêtement en poudre est appliqué électrostatiquement et durci sous la chaleur ou la lumière UV. La poudre peut être une matière thermoplastique ou un polymère thermodurci.
La finition est généralement plus dure et régulière comparée aux couches conventionnelles. Les métaux comme l’aluminium et l’acier peuvent être efficacement recouverts de poudres polymères.
[MA GDPR YouTube] Invalid video id.Polissage ou finition de surface pour les pièces de tôlerie
Microbillage
La technique de microbillage consiste à pulvériser un flux pressurisé de petites billes d’un milieu (plastique ou verre) à partir d’une buse sur la surface de la pièce. Cela élimine les bavures et les imperfections, pour obtenir une finition lisse. De plus, le produit fini présente un fini mat uniforme.
Le microbillage se fait en chambre fermée. Ce procédé est plus courant pour les pièces de tôlerie. Comme la surface est mate, elle est idéale pour la peinture et la teinture. Le microbillage avant l’anodisation constitue une préparation de surface idéale, créant une surface non réfléchissante.
La taille recommandée de la pièce est de 6 à 600 mm à la fois en hauteur et en largeur. Les pièces plus petites sont difficiles à maintenir en place, et il est compliqué de réussir à produire une surface uniforme.
[MA GDPR YouTube] Invalid video id.Tribofinition (tumbling)
La tribofinition est une alternative peu coûteuse au microbillage où, au lieu de billes de verre, le milieu céramique abrasif est présent dans un tambour vibrant. La combinaison de l’eau, des milieux et du mouvement vibratoire aide à réduire les bavures et à obtenir une surface uniforme. Cette technique est adaptée à la préparation de surface pour toutes les opérations suivantes telles que l’anodisation et la teinture.
Les métaux soumis à une tribofinition doivent être plus épais pour résister aux vibrations et déformations. Pour l’acier inoxydable, la pièce doit être d’au moins 0,8 mm, pour l’aluminium et les pièces non ferreuses, une épaisseur supérieure à 1 mm est recommandée.
Polissage électrolytique
Le polissage électrolytique est le contraire de la galvanoplastie. Dans ce dernier, le substrat est une cathode et l’anode sacrificielle communique ses ions à la cathode. Ici, c’est inversé, le substrat est une anode et ses ions se déplacent vers la cathode.
Dans ce processus, les micropics et les vallées sont nivelés. C’est une très bonne technique d’ébavurage et de réduction de la rugosité de surface.
[MA GDPR YouTube] Invalid video id.Traitements de surface pour la tôlerie disponibles chez Xometry
Standard (en l’état) est l’option de finition la plus rapide. Les pièces sont laissées avec des marques d’outils visibles, des arêtes et des bavures potentiellement tranchantes. Ils peuvent avoir des marques de découpe par jet d’eau, une décoloration due à la découpe au laser ou même des marques d’outil de fraisage. Celles-ci peuvent être enlevées sur demande.
Les pièces de tôlerie peuvent avoir une esthétique améliorée et des propriétés mécaniques et thermiques accrues à l’aide de diverses options de traitements de surface. Le tableau ci-dessous résume et compare les finitions disponibles chez Xometry.
| Traitement de surface | Matériau(x) approprié(s) | Avantages |
| Anodisation (orange, rouge, violet, or, jaune, noir, vert, bleu et teinte naturelle) |
Aluminium | • Donne une finition esthétique brillante |
| Chem-film (or, teinte naturelle) |
Aluminium | • Améliore la résistance à la corrosion • N’affecte pas la conductivité électrique |
| Anodisation dure (gris, teinte naturelle, noir, anodisation dure imprégnée de PTFE *) |
Aluminium | • Augmente la dureté de surface • Haute résistance à l’eau et à la corrosion |
| Brunissage | Aluminium, acier | • Augmente la résistance à la corrosion • Augmente la résistance aux UV |
| Nickelage chimique | Aluminium, acier | • Améliore la surface • Économique |
| Revêtement par poudre | Aluminium, acier | • Augmente la résistance • Bonne base pour la teinture |
| Passivation | Acier inoxydable | • Augmente la résistance de la pièce à la corrosion |
| Microbillage | Acier inoxydable, aluminium | • Très efficace pour une finition de surface uniforme et lisse |
| Polissage électrolytique | Acier inoxydable, aluminium | • Surface régulière et brillante • Résistant à la corrosion et soudabilité élevée |
| Tribofinition (tumbling) | Acier inoxydable, aluminium | • Rentable • Surface régulière et brillante |
| Galvanisation | Acier inoxydable, acier | • Augmente la résistance à la corrosion |
| Galvanoplastie (placage or, argent et zinc) |
Alliages d’acier, aluminium | • Augmente la résistance à la corrosion |
Les molécules de PTFE ou de Téflon sont introduites dans la préparation d’oxyde contrôlée qui donne une couche de Téflon dur sur le dessus avec l’oxyde.
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La finition est une opération très importante pour les procédés de tôlerie. Le placage et le polissage s’aident mutuellement à améliorer la qualité de la surface et augmentent les propriétés physiques et mécaniques de la pièce.
Xometry propose des services de tôlerie dans toute l’Europe et notre équipe expérimentée est toujours prête à vous aider. Importez vos fichiers 3D sur la plateforme de devis instantané de Xometry et obtenez un devis en quelques secondes pour vos projets de tôlerie ou de feuilles métalliques.
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