Eloxarea - Anodizarea - Oxidarea Anodica: este un proces electrochimic ce consta in obtinerea unui strat protector de oxid de aluminiu rezistent si omogen care asigura protectia anticoroziva.Se realizeaza prin electroliza (supunerea la curent continuu) intr-un mediu acid (baie de acid sulfuric) in conditii de control auster al concentratiilor componentelor chimice, al temperaturii, al curentului, etc. Grosimea stratului de oxid de aluminiu obtinut variaza intre 5-20 microni in functie de destinatia si mediul in care va fi folosit reperul respectiv.

ColorareaCa operatiune succesiva eloxarii (anodizarii; oxidarii anodice) efectuam colorarea anodica in principal pentru nuantele de negru si gri metalizat (eloxare naturala). La solicitare pentru cantitati mari putem efectua colorarea anodica in alte nuante.

Acoperirea aluminiului prin oxidarea anodica, n functie de destinatie are ca scop:

protectia mpotriva coroziunii sau uzurii;

finisarea decorativa n care aspectul si longevitatea constituie proprietati importante;

asigurarea proprietatilor electroizolante pentru izolatii electrice;

folosirea drept suport pentru o alta acoperire electrochimica.

Eloxarea - Anodizarea si vopsirea in camp electrostatic a aluminiului

> Anodizarea si vopsirea in camp electrostatic constituie factori determinanti pentru producerea aluminiului, in special atunci cand acesta se utilizeaza in aplicatii arhitecturale. Prin anodizare si vopsire electrostatica, pe de o parte se imbunatateste comportamentul anticoroziv al aluminiului, si pe de alta parte se desavarsesc proprietatile decorative necesare in aplicatiile arhitectonice.

> De Giannis Georgousopoulos, Inginer chimist, Consiler pe probleme tehnice al Asociatiei Elene a Aluminiului > Aluminiul destinat aplicatiilor arhitecturale este supus la tratamente de suprafata pentru ca, pe de o parte sa se imbunatateasca performanta sa anticoroziva, pe de alta parte sa se realizeze aspectul si coloristica dorita pentru deservirea cerintelor decorative ale aplicatiilor athitecturale si ale constructiilor. Metodele care au dominat si se utilizeaza in mod obisnuit pentru tratamentele de suprafata ale aluminiului destinat aplicatiilor athitecturale sunt anodizarea si vopsirea in camp electrostatic.

> Prin anodizare, suprafata aluminiului se transforma, creandu-se astfel, in mod artificial, un strat de oxid (zgura). Deoarece procedura se realizeaza in conditii complet controlate, acest strat de oxid este foarte coeziv si dur. Acest strat, deoarece este deja oxid (zgura), atunci cand este expus in atmosfera nu se corodeaza si astfel protejeaza metalul. Stratul anodizant este transparent si structura sa este poroasa si permite incorporarea materialelor colorante.

> Acestea sunt cateva din proprietatile specifice ale anodizarii:

Stratul de anodizare este format de metal insusi, este complet integrat in acesta si nu exista astfel probleme de aderenta.

Peformantele anticorozive ale anodizarii sunt foate bune, daca se respecta toate regulile procedurilor de productie, aplicare si utilizare.

Produsele anodizante din aluminiu au un aspect metalic.

Exista o limita a paletei de culori.

> Anodizarea, ca tratatment al suprafetelor se aplica de mai mult de 60 de ani. In acest interval, am avut ocazia sa observam problemele care apar in fapt si tehnicile potrivite pentru a le solutiona. Astazi, dupa 60 de ani, se considera ca detinem tehnolgia completa de anodizare si cunoastem comportamentul procesului de-a lungul timpului.

> Prin vopsirea in camp electrostatic, se adauga si se acopera suprafata aluminiului cu un strat de vopsea poliesterica. Pregatirea corespunzatoare a suprafetei, structura vopselei si conditiile de aplicare asigura protectia aluminiului de coroziune.

> Acestea sunt cateva din proprietatile specifice ale vopsirii in camp electrostatic:

Protectia anticoroziva oferita aluminiului este foarte buna, daca sunt respectate toate conditiile procedurii de productie, aplicare si utilizare.

Vopsirea in camp electrostatic ofera o gama nelimitata de culori.

Vopseaua este un strat cu componenta si textura diferita fata de aluminiu. Cele doua materiale prezinta un comportament diferit la semnele de uzura si la conditiile temporale si astfel exista pericolul de aparitie a dislocarilor.

> Vopsirea in camp electrostatic a aluminiului este o metoda relativ noua. Este firesc sa mai existe inca subiecte de lamurit, in special in privinta comportamentului sistemului vopsea-aluminiu in timp. Insa, cercetarea continua si experienta dobandita zilnic ajuta la gasirea celor mai potrivite solutii.

> Un detaliu care trebuie avut in vedere in designul profilelor de aluminiu care urmeaza sa fie supuse la anadioza si vopsire, este influenta diferita a celor doua metode asupra dimensiunilor finale. Stratul anodizat (anodizare) a carui grosime oscileaza intre 10-25 microni, penetreaza metalul si practic nu schimba dimensiunile finale ale suprafetei. Stratul de vopsea electrostatica a carui grosime nu este mai mare de 60 de microni si in unele cazuri poate depasi 120 de microni se adauga pe suprafata metalului si influenteaza dimensiunile. (imag.1).

> Un dintre intrebarile care se ridica in mod obisnuit este care metoda este mai buna?

> Un raspuns direct nu poate fi dat. Cele doua metode prezinta avantaje, dar si dezavantaje. Producatorul de aluminiu trebuie sa cunoasca si sa expuna clientului specificatiile fiecareia metode, urmand ca cel din urma sa isi asume responsabilitatea alegerii. Pentru a fi ghidat corect clientul, va trebui de asemenea sa avem in vedere urmatoarele:

Cele doua metode, anodizare si vopsire, sunt recomandate neconditionat pentru tratamentul de suprafata al aluminiului destinat aplicatiilor arhitecturale.

Producatorii de aluminiu care sunt responsabili fata de clientii lor cu privire la livrarea unor produse corecte va trebui sa incerce utilizarea produselor care au fost supuse tratamentului in unitati de anodizare cu certificarea Qualanod, sau unitati de vopsire cu certificarea Qualicoat.

Asamblarea si manevrarea profilelor din aluminiu anodizate sau vopsite trebuie realizate conform regulamentelor de aplicare cunoscute, insa utilizate in putine situatii. De exemplu, pe parcursul asamblarii sau a fixarii trebuie utilizate mereu suruburi inoxidabile.

Aluminiul, ca material, are foarte multe avantaje, insa prezinta si cateva dezavantaje. S-a demonstrat insa ca, cel putin pentru Grecia si celelalte tari mediteraneene, aluminiul este cel mai potrivit material pentru aplicatiile arhitecturale. Referirea la cotele de piata detinute de alte materiale in celelalte tari, in special in Europa Centrala, duce la concluzii grestie si starneste pericole pentru consumatorii greci. Eventualele probleme care pot aparea la constructiile de aluminiu, dupa ceretari si experienta dobandita in activitatea zilnica, isi gasesc mereu solutia si sunt rezolvate in mod eficient.

Tehnologia anodizarii

> Etapele de baza in crearea unui strat de anodizare sunt: pregatirea, anodizarea, colorarea (daca este necesara) si obturarea.

> Etapa preliminara: Suprafetele care urmeaza sa fie anodizate sunt supuse de obicei la prelucrari mecanice si chimice de abrazare cu mijloace abrazive potrivite sau agenti chimici. Scopul acestei prelucrari este sa se confere suprafetei aspectul lucios sau mat. Mai apoi, bucatile de aluminiu sunt supuse procesului de degresare chimica/expunere (soda) si neutralizare (acid azotic).

> Anodizarea (eloxarea): Procedura se realizeaza prin electroliza (supunerea la curent continuu), in baie de acid sulfuric, in conditii de control auster al concentratiilor componentelor chimice, al temperaturii, al densitatii, al curentului, etc. Rezultatul electrolizei este - in mod complet controlat- oxidarea suprafetei aluminiului. Stratul anodizant este transparent (precum sticla). De asemenea, stratul anodizant nu este continuu si prezinta pori (imag.2).

> Colorarea: Aluminiul anodizat colorat se realizeaza prin depunerea particulelor colorate in porii stratului anodizat (colorare electrolitica), dupa faza de anodizare si inainte de faza de obturare. Cele mai raspandite culori de anodizare sunt nuantele de cafeniu. Aceasta se realizeaza prin imersiunea bucatilor de aluminiu intr-o baie care contine saruri de staniu (Sn). In functie de timpul de imersare in baie, se realizeaza diferitele nuante de cafeniu. De asemenea, se utilizeaza si alte elemente chimice pentru crearea de diferite nuante. (aur, etc.).

> Obturarea: Obturarea porilor constituie una din procedurile de baza prin care se asigura protectia corecta a aluminiului. Asa cum am mentionat anterior, stratul de anodizare prezinta pori. In punctele de formare a porilor grosimea stratului anodizant este foarte mica (2-3 microni), si protectia in aceste puncte este scazuta. Prin procedura de obturare, se hidrateaza oxidul de aluminiu si, prin marirea volumului sau, se inchid (se obtureaza) canalele. In plus, in cazul in care a precedat procedura de colorare electrolitica, colorantii sunt incorporati in canale si se asigura astfel stabilitatea culorii in timp. Colorantii sunt vizibili deoarece, asa cum s-a mentionat deja, stratul anodizant este transparent, precum sticla. (imag. 3). Obturarea porilor se realizeaza prin doua metode:

Obturare la cald, se realizeaza prin imersarea bucatilor de aluminiu in apa distilata 96C, cel putin timp de 2 min pentru fiecare micron de anodizare.

Obturarea la rece, se realizeaza prin imersarea intr-o baie cu temperatura de 25-30C care contine saruri de clorura de nichel in conditii de concentratii bine supravegheate, ph, temperatura, etc. Finalizarea obturarii se realizeaza prin lasarea bucatilor de aluminiu in baia de sulfat de nichel de 60C pentru o durata de 0,8 - 1,2 min pentru fiecare micron de anodizare.

Caracteristici calitative ale anodizarii

> Aspect: Aspectul final al produselor de aluminiu anodizate poate fi incolor (culoarea naturala) sau colorat. Coloristica de baza care domina la nivel international este reprezentata de nuantele de cafeniu.

> Aspectul final al produselor depinde:

De aliaj. Acesta trebuie sa fie fixat si furnizorul trebuie sa certifice faptul ca materialul corespunde specificatiilor si ca este potrivit pentru anodizare.

De modalitatea de tratare a suprafetei inainte de anodizare. Astfel, aspectul final poate sa fie lustruit sau mat.

De prelucrarea suprafetei dupa anodizare, ca de exemplu colorarea sau conditiile de obturare.

De modul de manevrare in timpul ambalarii, depozitarii, transportului si livrarii catre client.

top

Codificarea nuantelor de anodizare

ASPECTCOD EURASCOD GRECIAINCOLORC-0-BRONZC-312001CAFENIU DESCHISC-322003CAFENIUC-332005CAFENIU INCHIS C-342007NEGRUC-352009> Grosimea stratului de anodizare: Grosimea stratului de anodizare corespunde grosimii in microni (um = micrometri) a stratului de oxid de aluminiu de pe suprafata in cauza. In conformitate cu utilizarea si cu mediul in care va fi situata constructia, se impune grosimea minima autorizata de anodizare, astfel:

Spatii interioare: grosimea minima de anodizare 10um (microni)

Spatii exterioare in mediu urban comun: grosimea minima de anodizare 15 um (microni)

Spatii exterioare in mediu coroziv (marin, industrial): grosimea minima de anodizare 20 um (microni)

> Obturarea anodizarii: Calitatea obturarii este una din specificatiile calitative de baza ale stratului de anodizare. La un strat de anodizare obturat incorect sau neobturat, impuritatile din atmosfera vor ataca punctele in care stratul este doar de cativa microni. Este usor de inteles ca un strat eloxat deficitar, chiar si de cativa microni grosime, este ineficient pentru protectia aluminiului fata de oxidare. In plus, la straturile eloxate colorate, prin obturare se incorporeaza colorantii in interiorul porilor, asigurandu-se astfel stabilitatea pe termen indelungat a culorii.

> Atat grosimea cat si obturarea anodizarii sunt tinute sub control astazi prin metode si dispozitive speciale.

Tehnologia vopsirii in camp electrostatic

> Vopsirea in camp elecrostatic reprezinta acoperirea aluminiului cu rasini speciale epoxidice, epoxi-poliesterice sau poliesterice, avand ca scop pe de o parte protectia anticoroziva si, pe de alta parte, realizarea culorii si aspectului dorit. Pentru vopsirea profilelor de aluminiu destinate aplicatiilor in constructii (usi, ferestre, fatade-cortina, etc.), se utilizeaza pudrele poliesterice. Aceste pudre se remarca prin mare rezistenta la conditiile mediului exterior.

> Etapele principale pentru vopsirea aluminiului in camp electrostatic sunt:

> Pregatirea suprafetei: Elementele de aluminiu care urmeaza sa fie vopsite sunt imersate in baia care contine elemente chimice potrivite unde se realizeaza curatarea suprafetei de particule straine, grasimi sau alte substante straine, precum si activarea suprafetei.

> Substrat (cromatare): In cazul vopsirii aluminiului, este necesara buna corelare a doua materiale diferite, a materiei colorante (pudra) si a metalului (aluminiu). Natura si proprietatile chimice ale celor doua materiale nu permit aderenta directa si eficienta. Din acest motiv este necesara crearea unui substrat potrivit care sa permita atasarea cat mai buna a celor doua materiale. Pentru crearea substratului se aplica in principal procedura de cromatare care este considerata cea mai recenta si cea mai recomandata metoda din punct de vedere tehnic si financiar. Cromatarea ofera pasivitate chimica la suprafata metalului, buna aderenta si posibilitatea ca substanta coloranta sa urmeze satisfacator modificarile pe care le suporta metalul. De asemenea, la scara mica, sunt utilizate si alte metode pentru crearea substratului potrivit, precum anodizarea (3-8 microni, fara obturarea porilor).

> Vopsirea: Etapa urmatoare in procedura de productie este aplicara pudrei de vopsire pe elementele de aluminiu. Substanta coloranta, sub forma de pudra, se incarca cu sarcina electrostatica (70-100Kvolts) si este propulsata cu aer comprimat cu pistoalele de vopsire asupra elementelor de aluminiu, care sunt impamantate, acoperind suprafata acestora. Diferenta potentialului electrostatic are ca rezultat retinerea granulelor de colorant la suprafata aluminiului (fig. 4). Aderenta finala a substantei colorante se realizeaza intr-o etapa viitoare prin polimerizarea ei in cuptoare speciale. La profilele complexe, gosimea stratului de vopsea nu este mereu aceeasi. Din pricina legilor fizicii, granulele de pudra - care au sarcina elecrostatica - intampina dificultati la iesirea spre punctele de margine. Incercarea de a asigura un strat suficient de vopsea in aceste puncte problematice, mai ales cand acestea sunt vizibile in cadrul constructiei (dispozitive de fixare, cadre, etc.), incarca suprafetele usoare ale profilelor, de multe ori exagerat, cu un strat foarte gros de vopsea.

> Polimerizarea: Dupa apliacarea colorantului, elementele de aluminiu sunt transportate in cuptoare speciale unde, la o temperatura de (180-220C) si intr-un interval de timp care se stabileste de producator, se realizeaza polimerizarea rasinei si astfel crearea stratului protector si stabil.

Specificatii calitative in vopsirea in camp electrostatic a aluminiului

> Calitatea finala a vopsirii in camp electrostatic a aluminiului depinde de foarte multi factori si evaluarea ei necesita o serie de verificari si teste. Factorii care influenteaza calitatea finala sunt:

> Instalatii: Aplicarea vopselei in camp electrostatic necesita instalatii speciale, dotari si respectarea austera si controlul tuturor conditiilor impuse de procedura de productie. Etapele curatarii suprafetelor de aluminiu destinate vopsirii, crearea unui substrat potrivit si corect realizat (cromatarea, etc.), vopsirea si polimerizarea, constituie factori decisivi pentru rezultatul final. Multe din problemele care apar in fapt sunt datorate conceptiei ca - vopsirea este o munca usoara, acopera totul si se poate face oriunde.

> Materii prime-materiale: Un factor foarte important pentru realizarea unei vopsiri de buna calitate este tipul si calitatea pudrei utilizate. Se considera necesara utilizarea substantelor colorante care detin certificarea QUALICOAT. Clientul trebuie sa solicite de la executant utilizarea pudrei care are marca de calitate QUALICOAT. Insemnele calitative ale pudrei sunt prezente pe ambalajul produsului pe care in mod obligatoriu este mentionat numarul certificarii QUALICOAT. Calitatea vopselei se constata printr-o serie de inspectii si teste vizuale si de laborator. Conform specificatiilor QUALICOAT, produsele vopsite din aluminiu trebuie sa intruneasca urmatoarele caracteristici:

> Aspect: Nu trebuie sa existe pe suprafetele importante zgarieturi care sa ajunga pana la metal. Suprafetele vopsite, examinate dintr-un unghi de 600 si de la o distanta de aproximativ 3 metri nu trebuie sa prezinte nicio deficienta semnificativa precum: crestaturi, sufluri, crusta de portocala, incluziuni de substante straine, gauri, pete, abraziuni, etc. Stratul de vopsea trebuie sa prezinte o uniformitate a culorii si o buna acoperire cand este examinat de la o distanta de cel putin 5 metri in cazul suprafetelor exterioare si cel putin 3 metri in cazul suprafetelor interioare.

> Culoare: Varietatea de nenumarate culori pe care o ofera vopsirea in camp electrostatic este unul din factorii care a influentat utilizarea ei extinsa in prezent. In paralel insa, aceasta mare varietate de culori creeaza de multe ori probleme in comunicarea dintre client si executant. Culorile sunt codificate pe baza sistemului RAL. Pentru exemplificare, sunt mentionate mai jos cateva culori cu codurile corespunzatoare:

CULOARECODALBRAL 9010NEGRURAL 9005CAFENIURAL 8014ROSURAL 3005GALBENRAL 1021BLEURAL 5010PORTOCALIURAL 2002> Nuantele fiecarei culori de baza au un numar distinct RAL. (spre exemplu, exista ALB RAL 9010, dar si ALB RAL 9016). De multe ori, se creeaza senzatia de nuanta diferita, din pricina diferentei de luciu. Substantele colorante (pudrele) in functie de componenta lor, pot avea un luciu final diferit (polish). Luciul se masoara in unitati, distingandu-se trei categorii diferite:

Categoria 1 (Mat): 0 - 30 unitati

Categoria 2 (Semi-lucios): 31 - 70 unitati

Categoria 3 (Lucios): 71 - 100 unitati

> Producatorul de aluminiu, atunci cand da o comanda, ar trebui sa stabileasca tipul de culoare pe baza codului RAL, precum si luciul dorit pe baza categoriei (mat, semi-lucios, lucios). Comenzile de tip: "culoarea laptelului", "alb de la compania A" sau "verde inchis" sunt fara sens si pot rezerva multe surprize si neintelegeri. Producatorul de aluminiu poate verifica produsele pe care le receptioneaza comparandu-le cu gama de culori speciala RAL care ii poate fi furnizata de executant.

> Grosimea stratului de vopsea: Vopseaua trebuie sa aiba grosimea potrivita , astfel incat, in combinatie cu celelalte specificatii calitative sa asigure protectia metalului si aspectul placut al produsului final. Grosimea stratului de vopsea, pe suprafetele vizibile in mod constant, trebuie sa fie de cel putin 60 um (microni), masurarea lor realizandu-se cu instrumente speciale (imag. 5). Totusi, suprafetele care prezinta o grosime a stratului de vopsea sub 50 microni (considerata grosimea critica) sunt percepute imediat ca vopsite deficitar de un ochi format si experimentat.

> Rezistenta mecanica: Rezistenta mecanica priveste proprietatile de aderenta, duritate (rezistenta la zgarieturi) si flexibilitate (rezistenta la presare, indoire, impact) a straturilor de vopsea in camp electrostatic ale aluminiului. Aceste proprietati asigura, prin pregatirea corecta a suprafetei aluminiului (curatare si cromatare), calitatea pudrei si conditiile de polimerizare. Pentru evaluarea nivelului de calitate se utilizeaza atat teste speciale de laborator cat si simple teste practice. O metoda usoara si specifica pentru verificarea rezistentei mecanice a vopselei de catre producatorii de aluminiu este comportamentul sistemului vopsea-metal in timpul procesului de prelucrare. Stratul de vopsea nu trebuie sa prezinte semne de deteriorare sau dislocare, atunci cand este supus taierii, gauririi, frezarii, bineineteles cu instrumente de buna calitate.

> Rezistenta anticoroziva: Pentru evaluarea rezistentei la coroziune a produselor din aluminiu vopsite sunt utilizate teste speciale precum: testul cu pulverizare cu sare (durata 1000 ore), testul MACHU (test rapid, 48 ore), etc.

Certificarea calitatii la produsele eloxate si vopsite in camp electrostatic

> La nivel european, verificarea si certificarea calitatii produselor de aluminiu eloxate si vopsite in camp electrostatic se stabileste prin specificatiile QUALANOD, respectiv QUALICOAT, care fac referire la urmatoarele:

Stabilesc dotarile minime pentru procedura de productie, precum si caracteristicile calitative ale produselor.

Impun autocontrolul unitatii, zilnic, stabilind numarul minim de inspectii atat pentru procedura de productie, cat si pentru produsele finale, inregistrarea rezultatelor si mentinerea arhivei cu probele verificate.

Companiile sunt verificate de inspectorii de calitate cel putin de doua ori pe an, fara notificare in prealabil si la intervale de timp nedefinite.

In fiecare tara, monitorizarea procedurii si acordarea certificatelor de calitate se realizeaza de catre Asociatiile Nationale care fac parte din Qualanod si Qualicoat si le reprezinta in fiecare tara. In Grecia, organismul abilitat si autorizat pentru realizarea inspectiilor si pentru acordarea insemnelor de calitate Qualanod si Qualicoat este a Asociatia Elena a Aluminiului. Aplicarea sistemului de certificare la nivel european ofera ocazia de dobandire a unei experiente extinse si totodata ocazia schimbului de pareri. Eventualele probleme (sa nu uitam ca nimic nu este perfect) care sunt localizate fie in sectorul tehnologic si de productie, fie in subiecte privitoare la procedura de certificare, sunt solutionate in comun si in cel mai oportun mod.

Importanta decisiva a certificatelor de calitate

> Instituirea certificatelor de calitate Qualanod si Qualicoat reprezinta o initiativa extrem de importanta si contribuie decisiv la crearea in randul consumatorilor a sentimentului de incredere fata de aluminiu in calitate de material potrivit pentru aplicatii in constructii. Alegerea, ca furnizor, a unitatii de anodizare sau vopsire cu certificatul de calitate Qualanod sau Qualicoat, asigura urmatoarele elemente:

Unitatea de prelucrare detine dotarile potrivite si urmeaza procedura de productie aprobata

Unitatea este obligata sa aplice fiecare noua cerinta a specificatiilor care se impun datorita dezvoltarii tehnologice si a know-how-ului dobandit.

Unitatea realizeaza inspectii de calitate zilnice asupra produselor realizate care trebuie sa aiba anumite caracteristici calitative (grosime, aspect, aderenta, etc.) asa cum sunt stabilite de normele corespunzatoare. In acest fel clientul poate sa ridice pretentii in caz de neconformitate.

> Viitorul intreprinderilor din industria aluminiului din Grecia depinde, aproape exclusiv, cel putin de pastrarea unei cote de piata detinute de materialele folosite in aplicatiile din constructii. Mentinerea acestei pozitii depinde de calitatea produselor si serviciilor oferite. Fiecare za din lant, incepand cu productia si pana la produsul final, trebuie sa duca la bun sfarsit partea care ii revine. Producatorul de aluminiu, ca ultim element al lantului de productie si cel care tranzactioneaza direct cu clientul, este responsabil de calitatea produsului final. Producatorul de aluminiu promoveaza sau defaimeaza aluminiul. Greutatea responsabilitatii este pe umerii lui, aceasta este realitatea. Producatorul de aluminiu va trebui ca, in orice situatie, sa furnizeze materiale cu proprietati specificate si certificate calitativ. Trebuie ca mereu sa avem in vedere faptul ca: "un produs final bun cu siguranta a fost produs dintr-o materie prima buna. Dintr-o materie prima de proasta calitate niciodata nu se pote realiza un produs de calitate buna". Concesiunile facute calittaii pentru un pret mai ieftin ofera doar avantaje temporare.