Een gids voor het anodiseren van aluminium en andere metalen

Bij het vervaardigen van metalen onderdelen is het belangrijk om rekening te houden met de oppervlakteafwerking. Metalen afwerkingen verbeteren het algehele uiterlijk van het onderdeel en kunnen de prestaties van het onderdeel verbeteren door factoren als corrosieweerstand en slijtvastheid te verhogen.

Anodiseren is een populaire afwerkingskeuze voor aluminium- en titaniumonderdelen en andere non-ferrometalen. In dit artikel bespreken we de basisprincipes van anodisatie, de voordelen en de belangrijkste overwegingen voor productteams.

Wat is anodiseren?

Anodiseren is een proces dat de natuurlijke oxidelaag op het oppervlak van een metalen onderdeel verdikt tot een anodische oxidefilm. Deze extra dikte beschermt het oppervlak van het onderdeel en verbetert de esthetiek.

Aluminium en titanium zijn de meest voorkomende geanodiseerde metalen, maar ook andere non-ferrometalen kunnen het proces ondergaan. Volgens de anodisatiestandaard MIL-A-8625 zijn er drie verschillende soorten anodisatie:

• Type I :Gebruikt chroomzuur om een ​​zeer dunne oxidelaag te produceren.
• Type II :Gebruikt zwavelzuur om een ​​dikkere oxidelaag te produceren die geschikt is voor kleuring.
• Type III :Gebruikt hetzelfde proces als Type II maar produceert een nog dikkere oxidelaag. Dit wordt vaak "hard anodiseren" genoemd.

Binnen deze MIL-A-8625-typen zijn er twee klassen:klasse 1 (niet-geverfde anodisatie) en klasse 2 (geverfde of gekleurde anodisatie).

Binnen het anodisatieproces

Anodiseren is een proces waarbij metaal wordt ondergedompeld in een elektrolytisch bad. Een ondergedompelde kathode (negatief geladen elektrode) zorgt ervoor dat waterstof vrijkomt uit de oplossing terwijl zuurstof vrijkomt aan het oppervlak van het aluminium deel (de anode, positief geladen). Dit proces resulteert in een beschermende laag aluminiumoxide die wordt opgebouwd op het oppervlak van het onderdeel.

De aluminiumoxidelaag is direct aan het oppervlak van het onderdeel gebonden, wat resulteert in een zeer duurzame, sterke afwerking. Hoewel er andere methoden zijn om kleurbehandelingen toe te passen op aluminium onderdelen, zoals schilderen, resulteren deze relatief gezien in een veel zwakkere hechting met het oppervlak.

Voordelen van het anodiseren van aluminium en andere metalen

Er zijn veel voordelen aan het anodiseren van aluminium, titanium en andere metalen. Deze voordelen kunnen worden onderverdeeld in vier kerncategorieën:

Duurzaamheid

Het anodiseren van een metalen onderdeel verlengt de levensduur dankzij een verbeterde slijtvastheid en corrosiebestendigheid. Door deze verhoogde duurzaamheid duurt het veel langer voordat geanodiseerde metalen onderdelen slijten tijdens installatie, hantering en regelmatig gebruik.

Esthetiek

Een heldere geanodiseerde afwerking kan worden gebruikt om een ​​al acceptabel uiterlijk van een onderdeel te beschermen of het kan worden gebruikt om de esthetiek aan te vullen met het toevoegen van kleur. Hoewel er een aanzienlijke hoeveelheid expertise vereist is voor nauwkeurige kleurnauwkeurigheid en herhaalbaarheid, kunnen de resultaten zeer wenselijk zijn en er professioneel uitzien.

Gezondheid en veiligheid

Geanodiseerde afwerkingen zijn chemisch stabiel, niet giftig en hebben zeer weinig schadelijke of gevaarlijke effecten op land, lucht of water. Om deze reden wordt anodiseren beschouwd als een milieuvriendelijke procedure. Geanodiseerd aluminium kan nog steeds worden gerecycled zoals onbehandeld aluminium, waardoor de milieurisico's verder worden verminderd.

Kosten

Het anodiseren van metalen onderdelen kan over de hele linie een aanzienlijke economische impact hebben. Anodiseren vermindert doorgaans de hoeveelheid onderhoud op lange termijn in vergelijking met onbehandeld aluminium, wat resulteert in aanzienlijke kostenbesparingen. Bovendien, hoewel de chemische reacties achter het anodisatieproces gecompliceerd zijn, is het proces zelf relatief goedkoop.

Veelgebruikte toepassingen en overwegingen voor anodiseren

Anodiseren wordt gebruikt in de bouw-, ruimtevaart- en consumptiegoederenindustrie. Geanodiseerde metalen zijn te vinden in de buitenkant van gebouwen zoals vliesgevels en daken, interieurs zoals plafonds en vloeren, plus trappen en roltrappen. Satellieten hebben ook vaak geanodiseerde componenten, waardoor ze kunnen functioneren in de barre omgeving van de ruimte. Consumentenelektronica zoals laptops, smartphones en smartwatches gebruiken ook vaak geanodiseerde afwerkingen.

Er zijn een paar uitdagingen en overwegingen waarmee u rekening moet houden bij het ontwerpen voor het anodiseren van metaal.

Afmetingen

Het anodisatieproces voegt iets toe aan het oppervlak van een object, wat betekent dat er dimensionale veranderingen zullen zijn in het blanke metalen onderdeel. Dimensionale groei verandert afhankelijk van het type anodisatie, maar is typisch ongeveer 50 procent van de totale dikte van de anodische laag. Bij het bepalen van toleranties moet rekening worden gehouden met de dikte van de oxidelaag, vooral bij gaten of eventuele pasvlakken. Een manier om dit te verminderen is met chemische of fysieke maskers, omdat ze kunnen worden gebruikt om delen van het ruwe metaal onbehandeld te houden.

Hardheid

Anodiseren verhoogt de oppervlaktehardheid van een onderdeel veel verder dan wat typisch is voor het basismetaal. Zo benadert de oppervlaktehardheid van geanodiseerd aluminium de Rockwell-hardheid van sommige geharde staalsoorten.

Kleurafstemming

Het kan moeilijk zijn om een ​​echte kleurovereenkomst te bereiken, vooral als de componenten niet allemaal in dezelfde batch worden behandeld of als het doel een echte zwarte afwerking is. Kleurvervaging is ook een veelvoorkomend probleem bij geanodiseerde coatings, wat het belang benadrukt van het zorgvuldig kiezen van het proces voor elk onderdeel.

Geleidbaarheid

Het anodiseren van een materiaal verhoogt de thermische en elektrische weerstand. Als thermische of elektrische isolatie een probleem is, kan in dit geval ook een masker worden gebruikt om de blanke metalen afwerking te behouden waar volledige geleiding nodig is.

Metalen onderdelen anodiseren met Fast Radius

Anodiseren is een veelgebruikt afwerkingsproces voor metalen onderdelen. Het kan de levensduur van een metalen onderdeel verlengen door de corrosieweerstand, slijtvastheid en meer te verbeteren. Anodisatie vereenvoudigt ook het onderhoud op lange termijn, creëert mooie en herkenbare gekleurde componenten en bevordert zelfs een milieuvriendelijke productie.

Hoewel het anodiseren van uw metalen onderdelen ongelooflijk belangrijk is, kan het een uitdaging zijn om te weten hoe u anodiseert. Fast Radius, een ervaren productiepartner, kan u helpen de beste geanodiseerde afwerking voor uw componenten te bereiken. Neem vandaag nog contact met ons op om aan de slag te gaan.

Ga voor meer informatie over corrosiebestendige materialen en metaalbehandelingen naar het Fast Radius-informatiecentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?