Documentación técnica
El anodizado es un proceso electroquímico que convierte la superficie del aluminio en una capa de óxido de aluminio (Al₂O₃) uniforme, resistente y duradera. Este método implica sumergir el aluminio en un baño de electrolito y aplicar una corriente eléctrica, lo que genera una capa de óxido directamente a partir del propio metal. Esta capa no es un recubrimiento externo, sino que está completamente integrada con el aluminio base, lo que garantiza que no pueda desprenderse ni pelarse. El resultado es una superficie con alta resistencia mecánica y química.
PROCESO DE ANODIZADO
El término anodizado hace referencia al proceso mediante el cual se genera la alúmina, una capa protectora de Al₂O₃, que puede formarse de manera artificial a través de un procedimiento electrolítico. Este proceso consiste en sumergir el aluminio en un baño de ácido electrolítico mientras se le aplica una corriente eléctrica. Aunque el óxido formado tiene un grosor de solo unos pocos micrómetros, es considerablemente más duro y resistente que el aluminio base.
La creación de la alúmina ocurre debido a las reacciones electroquímicas que tienen lugar cuando se aplica corriente eléctrica. Específicamente, el aluminio funciona como ánodo; en este, los átomos de aluminio reaccionan con los iones de oxígeno presentes en el electrolito ácido, lo que da lugar a la formación de la capa alúmina. Es decir, el ánodo se oxida mediante la disociación electrolítica del agua, es por eso que se le denomina óxido de aluminio . Esta capa se integra de forma continua con la superficie del aluminio, proporcionando una barrera protectora más duradera que el material original.
ANODIZADO DE PROTECCIÓN
La clasificación del anodizado se establece en función del espesor de la capa formada durante el proceso. El anodizado con un espesor entre 5 y 15 micras, se denomina anodizado "de protección". Hasta 25-30 micras de espesor de capa anódica se conoce como "anodizado decorativo" ya que este espesor de capa deja una superficie muy uniforme y permite, mediante el proceso de coloración PBAS(R), decorar y personalizar la superficie. Y finalmente, se pueden conseguir espesores hasta 100 micras mediante el proceso de anodizado duro. Para este proceso las condiciones a las que se somete el aluminio difieren del anodizado de protección y decorativo. Este último anodizado se utiliza en aplicaciones industriales donde las piezas de aluminio se someten a desgastes muy exigentes.
Los anodizados de protección y decorativos son los más utilizados en aplicaciones comerrciales. A continuación, se presenta el esquema de este tratamiento:
0 - Limpieza previa
Las piezas se someten a un tratamiento de limpieza química leve para eliminar posibles suciedades o manchas superficiales de aceite o viruta pegada en el proceso previo de mecanizado /conformado de la pieza. Si este proceso no fuera suficiente, en ocasiones las piezas de aluminio requieren ser pulidas previamente para garantizar un acabado de mayor calidad.
Es preciso recalcar, que el tratamiento de anidizado "copia" el estado superficial de la pieza y por tanto no "tapa" ninguna irregularidad. Es por ello que es muy importante asegurar la limpieza previa de la pieza para conseguir un acabado satisfactorio.
1 - Pretratamiento
La pieza se somete a un proceso de preparación superficial que incluye un matizado/satinado previo con un proceso químico de base alcalina para la eliminación de óxidos superficiales.
Tras este pretratamiento el Ph superficial de las piezas de aluminio debe ser neutralizado antes de proceder al tratamiento de anodizado.
2 - Creación capa óxido de aluminio
La pieza de aluminio es sumergida en una solución de agua y ácido sulfúrico donde se conecta como ánodo a los terminales positivos y un cátodo a los terminales negativos de una fuente de alimentación de corriente continua. Este proceso induce una reacción electroquímica, en la que los cationes de aluminio reaccionan con el agua, formando una capa de óxido de aluminio (Al₂O₃) sobre la superficie del material. El espesor de la capa anódica conseguida dependerá por tanto de múltiples factores (Ph, concentraciones de ácido, temperatura del baño, voltaje e intensidad de corriente, etc) que deben ser controlados en todo momento.
Como resultado de este proceso, se obtiene una superficie de óxido de aluminio de un espesor determinado (en función de las variables elegidas) que conforma una estructura molecular en forma de nido de abeja. Es por ello que la superficie generada cuenta con una resistencia mecánica muy alta. Sin embargo, esta superficie con forma molecular de nido de abeja se genera con un poro vacío interno con tendencia hidrófila, lo que significa que de forma natural, con el paso del tiempo y dependiendo de las condiciones atmosférica, ésta se pasiva o neutraliza si absorbe humedad (el poro se cierra).
3 - Coloración (opcional)
Dado que en una primera instancia, la alúmina presenta una estructura porosa y es transparente, el proceso de coloración consiste en sumergir o imprimir el aluminio con colorantes específicos que penetren dentro del poro anódico. Funciona de manera similar a la piel humana en el proceso de tatuaje. Esto permite que los pigmentos de color sean absorbidos por los poros abiertos de la capa de óxido, quedando dentro de la estructura porosa.
4 - Fijado
Con el fin de pasivar la superficie de alúmina de forma permanente, y garantizar el encapsulado definitivo del colorante, el proceso de fijado resulta fundamental. Este proceso consiste en sumergir la pieza de aluminio anodizado durante el tiempo necesario en agua a temperaturas comprendidas entre 95 y 100 ºC. Además, es crucial que el pH del baño se mantenga en unos niveles adecuados para no alterar la superficie anódica.
Como resultado se obtiene una superficie de óxido de aluminio muy resistente a agentes mecánicos y químicos externos (20 veces superior a cualquier pigmentación epoxi) sin posibilidad de oxidación (de hecho la superficie ya está oxidada) y totalmente personalizada en colores o motivos decorativos.