Qu’est-ce que l’électroplacage ou galvanoplastie ?
L’électroplacage ou galvanoplastie est un procédé de métallurgie consistant à utiliser l’électrodéposition pour recouvrir un objet d’une couche de métal. Les ingénieurs utilisent une électrolyse contrôlée pour transférer le revêtement métallique souhaité d’une anode (une pièce contenant le métal qui sera utilisé pour le placage) à une cathode (la pièce à plaquer).
L’anode et la cathode sont placées dans un bain chimique électrolytique et exposées à une charge électrique continue. L’électricité provoque le déplacement des ions chargés négativement (anions) vers l’anode et le transfert des ions chargés positivement (cations) vers la cathode, recouvrant ou plaquant la pièce souhaitée d’un revêtement métallique uniforme. L’électroplacage prend un matériau de substrat (souvent un matériau plus léger et/ou moins coûteux) et l’encapsule dans une fine couche de métal, comme le nickel ou le cuivre.
L’électroplacage est le plus souvent appliqué à d’autres métaux, en raison de l’exigence fondamentale selon laquelle le matériau sous-jacent (le substrat) doit être conducteur. Bien que moins courants, des pré-revêtements autocatalytiques ont été mis au point pour produire une interface conductrice ultra-mince, ce qui permet de plaquer divers métaux – notamment des alliages de cuivre et de nickel – sur des pièces en plastique.
Galvanisation et électroformage
L’électroplacage et l’électroformage sont tous deux réalisés par électrodéposition. La différence est que l’électroformage utilise un moule qui est retiré après la formation de la pièce. L’électroformage est utilisé pour créer des pièces métalliques solides, tandis que l’électroplacage est utilisé pour recouvrir de métal une pièce existante (qui est faite d’un matériau différent).
Options de matériaux pour la galvanisation
Vous pouvez appliquer par galvanoplastie un seul métal sur un objet, ou une combinaison de métaux. De nombreux fabricants choisissent de superposer des métaux, comme le cuivre et le nickel, pour maximiser la résistance et la conductivité. Les matériaux couramment utilisés en galvanoplastie sont:
- Le laiton
- Cadmium
- Chrome
- Cuivre
- Or
- Fer
- Nickel
- Argent
- Titane
- Zinc
Les substrats peuvent être constitués de presque tous les matériaux, de l’acier inoxydable et d’autres métaux aux plastiques. Des artisans ont électroplaqué des matériaux organiques, tels que des fleurs, ainsi que des rubans de tissu souple.
Il est important de noter que les substrats non conducteurs, comme le plastique, le bois ou le verre, doivent d’abord être rendus conducteurs avant de pouvoir être galvanisés. Pour ce faire, on peut recouvrir un substrat non conducteur d’une couche de peinture ou de spray conducteur.
Galvanisation de pièces en plastique (imprimées en 3D)
Grâce aux progrès scientifiques dans le domaine des matériaux et de la fabrication du plastique, les pièces en plastique légères et peu coûteuses ont remplacé les pièces métalliques plus onéreuses dans une grande variété d’applications au service de divers secteurs, des automobiles aux tuyaux de plomberie.
Bien que le plastique présente un grand nombre d’avantages par rapport au métal, il existe de nombreuses applications où le métal règne encore en maître. Vous aurez beau essayer, vous ne parviendrez jamais à donner au plastique la même finition opulente que le cuivre. Et si le plastique est plus flexible que la majorité des métaux, il est loin d’être aussi solide. C’est là que le placage métallique entre en jeu.
L’impression 3D offre des avantages uniques lorsqu’elle est combinée à la galvanoplastie. Les ingénieurs choisissent souvent d’imprimer des substrats en 3D en raison de la liberté de conception qu’offre la fabrication additive. Il est souvent moins coûteux de galvaniser des pièces imprimées en 3D que de les mouler, de les usiner ou d’utiliser d’autres méthodes de fabrication, surtout lorsqu’il s’agit de prototypes.
L’impression 3D par stéréolithographie (SLA) est idéale pour la galvanoplastie car elle permet de créer des pièces imprimées en 3D avec des surfaces très lisses ou finement texturées qui rendent la transition entre les deux matériaux – plastiques et métaux – sans soudure. Elle permet également de créer des pièces étanches qui ne seront pas endommagées lorsqu’elles seront immergées dans le bain chimique nécessaire au processus de galvanoplastie.
Les avantages de la galvanoplastie
La galvanisation offre de nombreux avantages, notamment une résistance, une durée de vie et une conductivité accrues des pièces. Les ingénieurs, les fabricants et les artistes tirent parti de ces avantages de diverses manières.
Les ingénieurs utilisent souvent la galvanoplastie pour augmenter la résistance et la durabilité de divers modèles. Vous pouvez augmenter la résistance à la traction de diverses pièces en les revêtant de métaux tels que le cuivre et le nickel. En plaçant une peau métallique sur les pièces, vous pouvez améliorer leur résistance aux facteurs environnementaux tels que l’exposition aux produits chimiques et aux rayons UV pour les applications extérieures ou corrosives.
Les artistes utilisent souvent la galvanoplastie pour préserver les éléments naturels sujets à la décomposition, comme les feuilles, et les transformer en œuvres d’art plus durables. Dans le milieu médical, la galvanoplastie est utilisée pour fabriquer des implants médicaux qui résistent à la corrosion et peuvent être correctement stérilisés.
L’électroplacage est un moyen efficace d’ajouter des finitions métalliques cosmétiques aux produits des clients, aux sculptures, aux figurines et aux œuvres d’art. De nombreux fabricants choisissent également de galvaniser un substrat pour créer des pièces plus légères, plus faciles et moins chères à déplacer et à expédier.
La galvanoplastie offre également l’avantage de la conductivité. Les métaux étant intrinsèquement conducteurs, la galvanoplastie est un excellent moyen d’augmenter la conductivité d’une pièce. Les antennes, les composants électriques et d’autres pièces peuvent être galvanisés pour améliorer leurs performances.
Les limites de la galvanoplastie
Bien que l’électroplacage présente de nombreux avantages, ses limites résident dans la complexité et la nature dangereuse du processus lui-même. Les travailleurs effectuant la galvanoplastie peuvent être exposés au chrome hexavalent s’ils ne prennent pas les précautions nécessaires. Il est essentiel que les travailleurs disposent d’un espace de travail correctement ventilé.
Bien qu’il soit possible de galvaniser soi-même des pièces en résine, les utilisateurs amateurs peuvent rencontrer des difficultés. La principale raison en est la qualité et la capacité. La force d’adhérence du stratifié avec les méthodes de galvanoplastie du bricoleur est généralement inférieure à celle obtenue par un service de galvanoplastie professionnel. Le placage structurel, qui nécessite de longs temps de placage, des bains multiples et une compatibilité entre les métaux, est assez difficile à exécuter de manière fiable. Les applications réussies de la métallisation en interne sont généralement simples et de petite taille, comme le prototypage de bijoux et les revêtements de cuivre RF minces (une seule couche).