Das Eloxieren von Aluminium ist ein elektrochemischer Prozess, der eine verschleißfeste, korrosionsbeständige Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche von Aluminiumteilen erzeugt. Das Anodisieren von Aluminium ist ein elektrolytischer Prozess, der in einem Elektrolyten wie verdünnter Schwefelsäure durchgeführt wird. Durch das Teil fließt Strom, wodurch negativ geladene Sauerstoffionen im Elektrolyten von positiv geladenen Aluminiumatomen angezogen werden, die auf der Metalloberfläche entstehen. Die Oxyanionen reagieren mit den Aluminiumkationen und bilden eine stark haftende Aluminiumoxidschicht. Es gibt drei verschiedene Anodisierungsverfahren: Typ I (Chromsäure-Anodisierung), Typ II (Schwefelsäure-Anodisierung) und Typ III (Hartschicht-Anodisierung). Das Eloxierungsverfahren ist auf eine Vielzahl von Materialien anwendbar, das wichtigste und am häufigsten verwendete Material ist jedoch Aluminium. Andere, weniger verbreitete Arten sind das Eloxieren von Magnesium und das Eloxieren von Titan.
Beim Eloxieren handelt es sich um eine poröse Struktur, die aus dem Grundaluminium wächst und farbige Farbstoffe sehr gut aufnimmt. AN-Prototype verwendet standardmäßige organische Farbstoffe für Schwarz, Blau, Rot, Gold und kleine Mengen Grün und Grau, um eloxierte Aluminiumteile in jeder Farbe Ihrer Stromabnehmernummer herzustellen. Nach jeder farbigen Eloxierung ist eine Versiegelung erforderlich, um die Farbe zu erhalten.
Eloxiertes Aluminium ist eine ausgezeichnete Wahl, wenn Sie Aluminiumprototypen oder Aluminiumteile in kleinen Stückzahlen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und professionellem ästhetischem Design benötigen. Durch den Eloxierungsprozess bildet sich auf Metallteilen eine Oxidschicht, die die Korrosionsbeständigkeit wirksam verbessert, zudem die optische Qualität verbessert und die Oberfläche vor Kratzern schützt.
Wozu dient das Eloxieren von Aluminium?
Der Zweck des Eloxierens von Aluminium besteht darin, seine Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Aluminium ist ein beliebtes Metall, das für die Herstellung von Elektronikartikeln bis hin zu Autoteilen verwendet wird, da es robust und leicht ist. Aluminium ist jedoch auch sehr anfällig für Korrosion und Verschleiß, wenn das Korrosionspotenzial der Umgebung zunimmt, beispielsweise durch Einwirkung von Meerwasser und anderen extremen Bedingungen. Um dies zu verhindern, eloxieren Hersteller das Metall häufig, wodurch eine dünne Oxidschicht entsteht, die vor Korrosion und Verschleiß schützt.
Wo wird eloxiertes Aluminium verwendet?
Eloxiertes Aluminium eignet sich überall dort, wo Aluminiumkomponenten korrosiven oder verschleißfesten Anwendungen ausgesetzt sind, wie z. B. Autoteile, Fahrräder und Outdoor-Produkte. Eloxiertes Aluminium kann leicht gebeizt werden, um eine kratzfeste farbige Oberfläche zu erhalten. Daher wird es in vielen Konsumgütern verwendet, um deren Aussehen zu verbessern und ihre Haltbarkeit zu erhöhen. Beispielsweise wird beim Gehäuse des Apple-Handys ein anodischer Oxidationsprozess eingesetzt. Durch das Eloxieren wird Aluminium außerdem zu einem Isolator, da die Oxidschicht keinen Strom leitet.
Oberflächenbehandlung vor dem Eloxieren von Aluminium
Aluminiumteile werden vor dem Eloxieren gereinigt. Dies ist wichtig, um Verunreinigungen zu entfernen, die den Prozess behindern können. Bei Bedarf kommen mechanische Veredelungstechniken zum Einsatz. Der Ätzprozess allein reicht nicht aus, um vorhandene Oberflächenfehler an Aluminiumteilen, wie Kratzer und Dellen, zu korrigieren. Wenn diese Spuren auf der Oberfläche des Aluminiumteils sichtbar sind, können Sie mechanische Nachbearbeitungstechniken wie Schleifen, Polieren und Sandstrahlen anwenden.
Seien Sie vorsichtig mit Ihrer Verpackung. Bevor Sie Teile zum Eloxieren einschicken, stellen Sie sicher, dass Sie sie beulensicher und gut gepolstert verpacken. Vermeiden Sie es außerdem, das Klebeband direkt auf die Oberfläche des zu eloxierenden Aluminiumteils aufzutragen. Stellen Sie sicher, dass Ihre Teile ordnungsgemäß gereinigt und entfettet sind. Achten Sie auf ungereinigte Späne in Sacklöchern, Fingerabdrücke auf Oberflächen (berühren Sie Teile nicht mit bloßen Händen!) und Ölrückstände aus dem Herstellungsprozess.
Wie eloxiert man Aluminiumteile?
Das Funktionsprinzip eloxierter Aluminiumteile besteht darin, die Oxidation des Aluminiums durch Eintauchen des Aluminiumteils in eine leitfähige saure Elektrolytlösung herbeizuführen, wodurch Sauerstoffionen freigesetzt werden. Bei dieser Methode wird für den ästhetischen Effekt ein anodischer Film verwendet. Um den Prozess des Eloxierens von Aluminiumteilen besser zu verstehen, sind vier Hauptschritte erforderlich:
Schritt 1: Vorverarbeitung
Bei der Vorbehandlung geht es darum, ein sichtbares Oberflächenfinish und ein sauberes Werkstück zu erreichen.
Reinigung: Die Reinigung vor der Verarbeitung ist wichtig, um Fett, Öl und andere Verunreinigungen aus früheren Herstellungsprozessen wie Extrusion usw. zu entfernen CNC-Aluminiumbearbeitung um Verunreinigungen und Inkonsistenzen im fertigen Teil zu vermeiden.
Radierung: Die Oberflächenbeschaffenheit des Teils vor dem Eloxieren ist wichtig, da sie die Qualität des Endergebnisses bestimmt. Durch Ätzen kann die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit angepasst und kleinere Unvollkommenheiten auf der Oberfläche als Vorbereitung für das Eloxieren korrigiert werden.
Schritt 2: Eloxieren
Nachdem die Oberfläche vorbereitet ist, durchläuft das Teil einen Anodisierungsschritt und wird in ein Bad mit Schwefelsäure-Elektrolytlösung getaucht (dies kann je nach Art des gewählten Anodisierungsprozesses variieren). Die Elektrolytlösung enthält viele positive und negative Ionen und ist eine leitfähige Lösung.
Positive Ionen werden von der negativen Platte und negative Ionen von der positiven Platte angezogen. Der Strom im Stromkreis verursacht es. Negative Ionen ziehen den Aluminiumteil, die positive Elektrode, an. Als Anoden werden Aluminiumteile verwendet.
Gleichzeitig wird in der Zelle eine Kathode installiert, die einen aktiven Stromfluss durch das System ermöglicht und die Freisetzung von Sauerstoffionen in der Elektrolytlösung induziert. Durch diesen Prozess entsteht im Substrat Aluminiumoxid, auch Barriereschicht genannt. Aber es ist rauer als die Aluminiumoberfläche.
Schritt 3: Färben
Die auf der Oberflächenschicht gebildete anodische Beschichtung ist aufgrund ihrer Struktur porös und verleiht dem Teil Farbe. Zu den verschiedenen Methoden, eloxierten Teilen Farbe zu verleihen, gehört das Eintauchen in Farbstoffe oder gelöste Metallsalze. Mit dem Verfahren können schwarze, blaue, violette, rote, goldene, gelbe und andere Oberflächen erzielt werden.
Schritt 4: Versiegeln
Um die beim Anodisierungsprozess entstandene poröse Oberfläche zu versiegeln und eine gleichmäßige Oberfläche zu schaffen, muss das Teil einen letzten Schritt durchlaufen, bei dem es in eine Nickelacetatlösung getaucht wird. Die Versiegelung sorgt für eine langanhaltende Farbe und verhindert weitere Korrosion eloxierter Teile.
Verschiedene Arten der Eloxierung von Aluminium
Es gibt drei Hauptarten von Eloxieren Prozesse für Aluminiumteile, die zu den unterschiedlichen Oberflächen und Erscheinungsbildern führen, die wir sehen.
Chromatierung vom Typ I
Beim Eloxieren mit Chromsäure vom Typ I wird eine Chromsäurelösung verwendet, um eine dünne Schicht (0.5 bis 2.5 Mikrometer) auf Aluminiumteilen zu bilden. Chromat-Anodisierung erzeugt die dünnste Beschichtung und die geringste Farbabsorption der drei Haupt-Anodisierungsarten. Obwohl die Beschichtung relativ dünn ist, schützt sie Aluminiumteile vor Korrosion und ist eine wirksame erste Schicht für pulverbeschichtete oder lackierte Oberflächen.
Eloxieren mit Schwefelsäure Typ II
Das Eloxieren vom Typ II ist die gebräuchlichste Methode zum Eloxieren von Aluminiumteilen. Es erzeugt Eloxalschichten von 2.5 bis 25 Mikrometer. Die poröse Beschaffenheit des Prozesses ist ideal für die Farbstoffaufnahme. Typ II ist nicht für Aluminiumteile mit engen Toleranzen geeignet.
Hartanodisieren Typ III (Hartanodisieren)
Hartanodisierung vom Typ III wird ebenfalls in einer Schwefelsäurelösung durchgeführt. Die resultierende Beschichtung ist jedoch dicker und dichter als beim gewöhnlichen Anodisieren mit Schwefelsäure. Beschichtungen auf Aluminiumoxid vom Typ III sind ziemlich hart und Unterschiede in der Dicke der harten Beschichtung können das Oberflächenbild des Substrats verändern. Es wird in rauen Anwendungen eingesetzt, die eine hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit erfordern, wie z. B. medizinische Geräte usw.
Welche Art der Eloxierung ist für Sie die richtige?
Es ist nicht einfach, die am besten geeignete Eloxierungsart auszuwählen und zu verstehen, wie das Eloxieren funktioniert. Sie sollten ein Eloxierungsverfahren basierend auf den verschiedenen Anwendungen Ihrer Aluminiumteile auswählen. Ein qualifiziertes Rapid-Manufacturing-Unternehmen kann Sie beraten, welche Art der Eloxierung für Ihr Projekt am besten geeignet ist. Sie können die besten eloxierten Aluminiumteile auswählen, indem Sie verschiedene Arten der Eloxierung vergleichen.
Eloxierung Typ 1 verfügt über besondere Eigenschaften wie eine gute Korrosionsbeständigkeit und bildet mithilfe von Chromsäure eine dünne Schicht auf der Oberfläche von Aluminiumteilen. Typ 1 ist für Flugzeugkomponenten.
Eloxierung Typ II wird hauptsächlich für die meisten Anwendungen verwendet. Typ II verwendet Schwefelsäure anstelle von Chromsäure, um eine dicke Eloxalschicht auf dem Teil zu erzeugen. Typ II weist eine mäßige Verschleißfestigkeit auf und verwendet Schwefelsäure, um eine dickere Schicht auf der Oberfläche des Aluminiumteils zu bilden.
Eloxierung Typ III eignet sich am besten für Teile, die chemischer Belastung und hohen Temperaturen standhalten. Typ III weist die gleichen Merkmale wie Typ II auf, weist jedoch einige Unterschiede im Ergebnis auf. Typ III erzeugt eine Korrosionsschicht, die zur Herstellung stabiler Aluminiumteile verwendet wird.
Vorteile von eloxierten Aluminiumteilen
Das Eloxieren von Aluminiumteilen bietet viele Vorteile. Hier sind einige Gründe, warum Sie dies tun sollten:
Ästhetik – Eloxierte Teile verleihen einen Hauch von Eleganz und verbessern die Gesamtoberfläche und die optische Attraktivität des Teils.
Haltbarkeit - Der gesamte Eloxierungsprozess verbessert die allgemeine Korrosions- und Verschleißfestigkeit des Teils, was erheblich zur Verlängerung der Lebensdauer des Aluminiumteils beiträgt.
Einfache Wartung – Die Korrosions- und Verschleißfestigkeit von eloxiertem Aluminium macht Teile weniger anfällig für Dellen und Verschleiß.
Farbstabilität – Im Gegensatz zu anderen in der Industrie verwendeten Beschichtungsverfahren blättern eloxierte Teile aufgrund ihrer dichten Struktur nicht ab.
Hervorragendes Kostennutzenverhältnis – Das Eloxieren von Aluminium ist kostengünstig und ermöglicht ein ansprechendes Finish und beeindruckende Oberflächeneigenschaften.
Isolierende Eigenschaften – Die äußere Eloxalschicht eloxierter Aluminiumteile ist isolierend und weist eine geringe elektrische Leitfähigkeit auf. Dies ist ein wichtiger Grund, warum Aluminium für eloxierte Teile gewählt wird.
Tipps und Überlegungen zum Design von eloxiertem Aluminium
Größenausgleich
Denken Sie daran, dass Sie die Anodisierungsdicke kompensieren müssen, wenn Sie die endgültigen Teileabmessungen und Merkmalstoleranzzuweisungen erhalten.
Härteanforderungen
Beachten Sie Ihre Anwendung und deren Zugfestigkeitsanforderungen, um die Härte zu verstehen, die Sie bei Ihrer Teilekonstruktion erreichen müssen.
Farbabstimmung
Behalten Sie Ihre Erwartungen bei der Einstellung der gewünschten Farbe im Auge, da unterschiedliche Metalle und Legierungen mit unterschiedlichen Beizmitteln und Tönungsparametern reagieren.
Kombinationsfarbe
Eloxierte Teile können auch sekundären Beschichtungsprozessen wie Lackieren und Teflontauchen unterzogen werden, um ihre Korrosionsbeständigkeit und strukturelle Integrität weiter zu verbessern.
Leitfähigkeit
Die Leitfähigkeitsprüfung ist eine einfache Möglichkeit, die Eloxierung von Aluminiumteilen zu überprüfen. Mit einem Digitalmultimeter kann die Leitfähigkeit einer Oberfläche überprüft werden. Die Anodenschicht kann ein guter Isolator sein und kann in einigen Bereichen mit einer klaren chemischen Konversionsbeschichtung überzogen werden.
Anwendungen von eloxiertem Aluminium
Eloxierte Aluminiumteile weisen hervorragende mechanische und ästhetische Eigenschaften auf und werden in fast allen Lebensbereichen verwendet:
- Luft- und Raumfahrt
- Rüstungsindustrie
- Medizinische Industrie
- Automobilindustrie
- Produkte der Unterhaltungselektronik
- Leistung
- Prototyping und Produktentwicklung
- Haushaltswaren usw.
Schlussfolgerung
Das Eloxieren ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von Aluminiumteilen, bei dem Aluminiumteile in Elektrolytlösungen und chemische Bäder getaucht werden. Es ist in vielen Branchen weit verbreitet und trägt nachweislich zu einem sicheren Lebensstil bei. Die Kosten und die Komplexität des Prozesses variieren, aber er garantiert Ihnen ein besseres, qualitativ hochwertiges Endprodukt.
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