Ottobre - Dicembre 2012
Nell'inverno 2012 - 2013 ho intrapreso una serie di test per sperimentare il prcesso di anodizzazione. L'anodizzazione è un trattamento superficiale dei pezzi in alluminio che conferisce resistenza ai graffi, alla corrosione e la possibilità di colorare il pezzo. In sostanza da al pezzo costruito un aspetto decisamente più "finito" e professionale.
Durante il processo di anodizzazione non viene depositato uno strato di materiale diverso, ma è semplicemente l'alluminio stesso che si ossida in modo controllato e uniforme. L'ossido di alluminio è un materiale ceramico molto duro e incolore e durante il processo viene formato su tutta la superficie a contatto con il bagno per uno spessore di qualche decina di micron. La struttura dell'ossido è porosa con delle micro celle simile a un alveare. Sotto certe condizioni si riesce a creare una struttura le cui celle hanno la dimensione poco più grande di una molecola di colorante per cui an contatto con questo le celle si riempiono e il pezzo prende colore. Successivamente è possibile far bollire il pezzo per trasformare l'ossido nella sua forma idrata leggermente più voluminosa. In questo modo le celle si chiudono e intrappolano le molecole di colorante nella struttura fissando definitivamente il colore.
In questi due mesi ho fatto vari esperimenti sia con anodizzazione colorata che naturale, e sia con anodizzazione standard che con processo "hard coat" a basse temperature ed alte correnti (complice la bassa temperatura ambiente necessaria). Ho sperimentato anche diversi tipi di colorante e di alluminio. Non entro nel dettaglio di tutte le prove che ho fatto perchè sono molte, mi limito a riassumere il processo che mi ha dato migliori risultati in termini di spessore, durezza e sopratutto ripetibilità.
RICETTA:
Il pezzo da anodizzare deve essere di alluminio Anticorodal 6082, ben pulito con acqua calda e sapone per togliere tracce di olio da taglio, e deve avere un foro posibilmente filettato su cui attaccare l'anodo.
La fonte di energia che ho usato è un alimentatore corrente continua 0-30V 0-5A. E' veramente lo strumento ideale perchè permette di lavorare a corrente costante garantendo dei risultati ripetibili.
Il bagno di anodizzazione è composto da un mix di acido per batteria e acqua in proporzioni 1:1,5. L'acido per batteria è a sua volta una soluzione di acido solforico e acqua distillata in concentrazione 35%. Il liquido per batterie si trova dai ricambisti auto e costa 2-3 € per mezzo litro.
Il bagno di decapaggio è composto da acqua e idrossido di sodio (2-3 cucchiai in 500cc acqua). L'idrossido di sodio (soda caustica) si trova al brico come disgorgante o come sverniciatore.
Il bagno di "desmut" è composto da mix acido solforico 90% + perossido di idrogeno 36% (acqua ossigenata 130 volumi) + acqua distillata in quantità 30%+30%+40%. Entrambi si trovano al brico, il primo come disgorgante, il secondo tra le vernici. Quando si diluisce l'acido solforico aggiungere sempre l'acido all'acqua e mai viceversa. L'acido solforico al 90% è molto pericoloso, mi meraviglio che lo vendano al brico.
Il bagno di colorante è composto da acqua e colorante per vestiti in soluzione 2:1. Anche puro va bene.
- Lavare o sgrassare in acetone il pezzo da anodizzare. Non devono esserci residui di olio da taglio. Prestare sopratutto attenzione ai fori ciechi.
- Immergere il pezzo nel bagno di decapaggio a 30°C per 20 -30 secondi
- Sciacquare il pezzo in bagno di acqua
- Immergere il pezzo nel bagno "desmut" per qualche secondo
- Sciacquare nuovamente il pezzo in acqua
- Immergere nel bagno di anodizzazione, collegare gli elettrodi e dare corrente. La corrente va impostata proporzionalmente alla superficie del pezzo e deve essere di 12mA/cm^2. La temperatura del bagno deve essere di 20-25°C. La tensione risultante deve aggirarsi tra i 5 e i 15v. Tenere nel bagno per 30 minuti.
- Risciacquare bene il pezzo
- Immergere nel colorante per 15 minuti (temperatura ambiente).
- Immergere il pezzo in acqua bollente e farlo bollire per 5 minuti.
NOTE:
Buona parte dei miei sforzi sono stati mirati ad ottenere un'anodizzazione colorata su alluminio 11S. Mi sarebbe piaciuto raggiungere questo obbiettivo perchè l'11S è molto più facile e veloce da lavorare dell'Anticorodal, e la finitura che ottengo è migliore. Non sono tuttavia riuscito ad ottenere risultati ripetibili. Sono riuscito in un paio di occasioni a produrre dei provini anodizzati colorati, ma ripetendo la stessa operazione qualche giorno dopo il risultato era diverso, il materiale non prendeva il colore o lo prendeva "a macchie". Si riesce in modo ripetibile ad ottenere uno strato anche abbastanza spesso e duro di ossido, ma non a colorarlo. In campo industriale l'11S si anodizza colorato senza problemi, ma con il processo casalingo non si riesce (almeno non sempre). Il motivo è che l'11S è una lega composta da una parte non trascurabile di rame, che interferisce con la struttura cristallina dell'ossido di alluminio limitandone l'accresciemnto. Questo si nota bene durante il bagno di decapaggio quando l'idrossido di sodio corrode l'alluminio ma lascia le tracce di rame che si depositano lasciando uno strato di "sporco" nero sulla superficie che in inglese si chiama SMUT. Il bagno di "desmut" rimuove questo strato tanto velocemente che il pezzo torna brillante a vista d'occhio.
Nel bagno deve essere prsente solo alluminio. Per appendere i pezzi ho usato del filo di anticorodal per saldare a filo, mentre come catodo ho usato un blocchetto di anticorodal o delle lamiere di scarto.
Osservando il variare della tensione durante il processo a corrente costante, si ha un'idea dello stato di avanzamento. Lo strato di ossido infatti è un isolante elettrico, quindi più lo strato diventa spesso, più la tensione sale. Quando si vede la tensione raggiungere un massimo e non salire più, lo strato è al suo massimo accrescimento.
Se dopo il bagno nel colore si permette al pezzo di asciugare prima della bollitura il pezzo rimane macchiato. Tenerlo bagnato per tutto il processo.
Dopo il lavaggio in acqua e sapone non toccare più il provino con le mani per non lasciare ditate.
Pacchetto con documentazione raccolta da internet
Pacchetto con report dei vari provini testati
