پوشش دهی سطحی «آنادایز» یکی از فرآیندهای مهم در صنایع مدرن است که از طریق آن ویژگی‌های خاصی را به فلزات اضافه می‌کنند. در این روش، فلز در یک واکنش الکتروشیمیایی کنترل شده شرکت می‌کند تا لایه‌ای سخت، پایدار و مقاوم در برابر خوردگی روی آن شکل گیرد. آنادایز آلومینیوم بیشترین کاربرد را در صنایع دارد که قرار است در این مطلب به آن بپردازیم.

آنودایز آلومینیوم چیست؟

برای اینکه بتوانید آنادایز آلومینیوم را بهتر درک کنید، لازم است بدانید فرآیند آنادایز چیست. آنادایز به فرآیندی گفته می‌شود که سطح فلزات از طریق آن اکسیده می‌شود. این عمل طی یک واکنش شیمیایی با کمک خواص آب و نیروی الکتریکی اتفاق می‌افتد.

آلومینیوم اکسیده شده نیز به آلومینیومی گفته می‌شود که تحت فرایند آنادایز قرار گرفته و یک لایه اکسید روی سطح آن ایجاد شده است. آلومینیوم از این طریق به ویژگی‌های خوبی مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی تجهیز می‌شود.

کاربرد آنادایز آلومینیوم؛ علت آنودایز آلومینیوم چیست؟

همانطور که اشاره کردیم، در روش آنودایز آلومینیوم هدف این است که یک لایه اکسید روی فلز آلومینیوم تشکیل شود. این لایه‌ی سخت و پایدار باعث می‌شود فلز در برابر خوردگی، ضربه، سایش و خراش مقاوم شود و بتوان از آن در صنایع مختلف مانند صنعت ساختمان سازی، حمل و نقل، تولید لوازم خانگی، صنعت برق و حتی پزشکی استفاده کرد.

آلومینیوم آنادایز شده به قدری مقاوم شده است که در ساخت نمای ساختمان، درب و پنجره، سقف کاذب، بدنه هواپیما، بدنه لوازم برقی، تجهیزات کوهنوردی، ایمپلنت‌های دندانی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آلومینیوم بدون لایه‌ی اکسید و بدون فرآیند آنادایز نمی‌تواند در رطوبت سالم بماند و سریع دچار خوردگی می‌شود. آلومینیوم خورده شده نیز دچار تخلخل درونی شده و به اصطلاح پوک می‌شود، به همین سبب هیچ استحکامی ندارد و نمی‌توان برای استفاده در صنایع روی دوام آن حساب باز کرد.

برای استفاده از آلومینیوم در این صنایع لازم است که آنها را با ابزاهای مخصوصی مانند اره آلومینیوم‌بر برش داد. آلومینیوم آنودایز شده را می‌توان بسیار تمیز و دقیق برش داد، اما آلومینیوم خام ممکن است زیر فشار دستگاه ترک بخورد یا له شود.

البته گاهی اوقات آلومینیوم آنادایز شده ممکن است به تیغه ابزارهای برش آسیب برساند و مهندسان را مجبور به جوش اره نواری یا تعویض تیغه می‌کند؛ زیرا سطح این فلز در برابر تنش‌های دستگاه برشکاری مقاومت بیشتری نسبت به آلومینیوم خاک نشان می‌دهد.

انواع آنادایز آلومینیوم

نحوه آنادایز آلومینیوم بر اساس نیاز متفاوت است. در واقع ذات و ماهیت آنودایز در هر حالت یکسان بوده و روی آلومینیوم لایه اکسیدی تشکیل می‌شود؛ اما سختی، براقیت، رنگ و ضخامت لایه اکسیدی می‌تواند متفاوت باشد. به طور کلی چهار نوع آنادایز آلومینیوم داریم که شامل موارد زیر است:

• آنادایز سخت؛ مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش دارد، لایه ضخیمی از آلومینیوم اکسید می‌شود  و سخت‌تر از موارد دیگر است.
• آنادایز رنگی؛ لایه اکسیدی را می‌توان با استفاده از رنگدانه‌های مختلف بر اساس نیاز رنگ آمیزی کرد.
• آنادایز دکور؛ دارای ظاهری براق و درخشان است که برای دکوراتیو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• آنادایز ماکروپروس؛ لایه اکسیدی بسیار نازک بوده فقط برای بهبود خواص سطحی آلومینیوم انجام می‌شود.

نحوه آنادایز آلومینیوم چگونه است؟

اکنون که می‌دانید آنادایز آلومینیوم چیست و چه انواعی دارد، می‌توانیم به سراغ نحوه انجام آن برویم. اگر با علم شیمی و واکنش‌های الکتروشیمی آشنا باشید به راحتی می‌توانید فرآیند دستگاه آنادایز آلومینیوم را درک کنید. در واکنش‌های الکتروشیمیایی ما به یک حمام الکترولیتی مانند اسید سولفوریک، یک قطعه فلز در جایگاه قطب مثبت و یک قطعه فلز دیگر در جایگاه قطب منفی نیاز داریم.

در آنودایز آلومینیوم، خود فلز آلومینیوم نقش آند و قطب مثبت را دارد. فلزی که در قطب آند قرار می‌گیرد طی واکنش‌های خاصی دارای پوشش می‌شود؛ یعنی مولکول‌های تشکیل شده از یون‌های قطب‌های مثبت و منفی در حمام الکترولیتی روی فلز آند «آلومینیوم» می‌نشینند.

اکنون که یک شناخت کلی از واکنش الکتروشیمی دارید، در بخش بعدی مراحل انجام آدانایز آلومینیوم را قدم به قدم توضیح خواهیم داد تا با این فرآیند نیز آشنا شوید.

مراحل آدانایز آلومینیوم

خدمات آنادایز آلومینیوم طی چند مرحله با دقت بالا انجام می‌شود. هر کدام از این مراحل باید به درستی پشت سر گذاشته شوند تا اتفاقات مرحله بعد رقم بخورد.

استفاده از تجهیزات ایمنی برای آنادایز آلومینیوم

در هر کاری ابتدا باید سلامت خود را در اولویت قرار دهید؛ برای مثال اگر جوشکار هستید الزاما باید از عینک استفاده کنید تا دچار برق زدگی چشم و پاشش مواد به داخل آن نشوید. حال صحبت از آسیب‌های جوشکاری شد خوب است بدانید برق زدگی چشم چقدر طول میکشد؛ این مشکل باید طی 24 الی 48 ساع بهبود یاد در غیر این صورت مشکل جدی است و باید به پزشک مراجعه شود.

همانطور که مطالعه کردید، یک سهل انگاری کوچک می‌تواند یک پشیمانی بزرگ به بار آورد. به همین سبب اولین گام در آنودایز آلومینیوم، تضمین ایمنی و سلامت خودتان است؛ پس ابتدا دستکش، ماسک و عینکتان را بزنید و سپس به سراغ شروع عملیات روید.

پاکسازی آلومینیوم برای آنادایز

سطح آلومینیوم باید از هرگونه غبار، خاک، چربی و آلودگی تمیز شود. اگر پیش از آنودایز، آلومینیوم تحت عملیات برشکاری با ابزارهایی مانند اره نواری بازویی اتوماتیک، اره آب صابونی و اره آلومینیوم‌بر قرار گرفته است حتما باید سطح آن را با پد Scotch-Brite تمیز کنید.

می‌توانید در این مرحله از چربی‌گیرها برای تمیز کردن فلز استفاده کنید و سپس با آب مقطر آن را آبکشی کنید. برای پاکسازی عمقی مطمئن باید قطعه را به مدت میانگین 4 دقیقه در آب قلیایی قرار دهید؛ نسبت آب قلیایی باید 4 قاشق آب قلیایی به ازای یک گالن آب مقطر باشد.

سپس قطعه را از حمام آب قلیایی خارج کنید و آن را با آب مقطر مجددا بشویید. حتما بررسی کنید که قطعه کاملا تمیز شده باشد؛ برای اینکار می‌توانید روی آن آب بریزید و در صورت جاری شدن آب مطمئن شوید سطح فلز تمیز است.

قفسه کردن قطعه آلومینیومی

قطعه آلومینیومی را روی یک سیم تیتانیوم یا همان آلومینیومی قفسه کنید؛ به طوری که اتصال محکمی ایجاد شده باشد و مسیر آن از روی علامت بدون آنودایز گذشته باشد.

درست کردن حمام الکترولیتی برای آنادایز آلومینیوم

یک ظرف بردارید و کمی از ترکیب اسید سولفوریک با آب مقطر در آن بریزید. نسبت آب به اسید باید 3 به یک باشد؛ یعنی به ازای سه قسمت آب مقطر باید یک قسمت اسید ریخت.

تنظیم دمای مناسب برای آنادایز آلومینیوم

بهترین دما برای آنادایز آلومینیوم حدود 70 درجه فارنهایت است؛ اگر دما از بازه 65 الی 75 خارج شود، کیفیت آنادایز کمتر خواهد شد.

اضافه کردن وسایل به تانک

آلومینیوم قفسه شده را بدون لمس قطعه در حمام الکترولیتی قرار دهید، وسایل گرمایشی، سرمایشی، همزن و توپ پینگ پنگ را نیز به آن اضافه کنید.

راه اندازی منبع تغذیه و انجام عملیات

منبع تغذیه را روشن کنید و انتهای مثبت آن را به سیمی که متصل به قطعه است وصل کنید. توجه داشته باشید که سمت منفی باید به الکترود منفی وصل شود و سمت مثبت هم به الکترود مثبت متصل گردد.

همانطور که با تنظیم آمپر جوشکاری می‌توان عمق و قدرت برش را تعیین کرد، با تغییر آمپر دستگاه آنودایز نیز می‌توان بر ضخامت و کیفیت سطح اکسید شده اثر گذاشت. آمپر را بر اساس سطح آنودایز تنظیم کنید؛ برای مثال اگر یک سخت خوب و سخت می‌خواهید، عدد آمپر را روی 0.03 آمپر بر اینچ مربع قرار دهید.

افزودن رنگ در فرایند آنادایز

پس از اتمام فرایند آنادایز آلومینیوم و ایجاد لایه اکسیدی روی آن، می‌تواند برای رنگ آمیزی آن اقدام کرد. شاید بپرسید رنگ آنادایز چیست؟ اگر قصد آنادایز رنگی آلومینیوم را داشته باشید باید قطعه را در ظرف رنگ مخصوص فرو ببرید تا رنگ آمیزی شود، اما این فرایند مراحل خاص خودش را دارد.

برای رنگ آمیزی آلومینیوم به روش آنودایز باید پس از ایجاد سطح اکسیدی، قطعه را حدود 15 دقیقه در آب مقطر قرار دهید و سپس 5 دقیقه در محلول خنثی کننده اسید بشویید. در نهایت آن را در رنگی که از قبل گرم شده است غوطه ور کنید و منتظر بمانید تا قطعه رنگی شود.

جوشاندن آلومینیوم رنگی

در نهایت باید آلومینیوم رنگ شده را به مدت 15 دقیقه بجوشانید تا رنگ‌ها فیکس شوند و محکم روی قطعه قرار بگیرند.

آنادایز آلومینیوم در خانه؛ آیا می‌توان آلومینیوم را در خانه آنادایز کرد؟

آنادایز آلومینیوم در خانه از نظر فنی امکان پذیر است و افراد حرفه‌ای که آشنایی خوبی با فرآیندهای شیمیایی دارند می‌توانند با تهیه تجهیزات لازم این کار را انجام دهند، اما  توصیه می‌شود از انجام آنودایز در منزل خودداری کنید،  زیرا این فرآیند با اسیدهای قوی و تولید گازهای خطرناک همراه است.

بنابراین کوچک‌ترین خطا می‌تواند آسیب جدی ایجاد کند. به همین دلیل، حتی اگر دانش شیمی و ابزار کامل داشته باشید، باز هم انجام این کار در محیط خانه از نظر ایمنی، سلامت و کنترل شرایط کاملاً نامناسب است. بهترین انتخاب، سپردن آنادایز به کارگاه‌های مجهز و استاندارد است تا هم کیفیت پوشش بهتر باشد و هم ریسک‌های احتمالی به صفر برسد.

تاثیر آنودایز آلومینیوم در برش آن

تاثیر آنادایز آلومینیوم در فرآیند برش کاملا محسوس است؛ زیرا این پوشش سخت و یکنواخت باعث می‌شود سطح قطعه کار مقاومت بیشتری در برابر سایش و تنش‌های ناشی از عملیات برش داشته باشد.

مقاومت بالای لایه اکسیدی ممکن است کار دستتان دهد و تیغه‌ی برشکاری را لب‌پر کند، به همین سبب است که همواره توصیه می‌شود از ابزارهای مخصوص برای هر فلز و هر نوع برشکاری استفاده شود. برای مثال، درست است که قیمت اره آتشی کوچک نسبت به اره آلومینیوم بر صنعتی کمتر است، اما اره آلومینیوم بر به طور اختصاصی برای این فلز طراحی شده و بهترین کارایی را دارد.

قدرت برش دقیق روی آلومینیوم آنادایز؛ با ابزارهای حرفه‌ای ایده‌آل برش

آلومینیوم در فرآیند آنادایز دارای یک پوشش اکسیدی از جنس خودش اما با ترکیبی جدید می‌شود. این پوشش ویژگی‌های مقاومت در برابر سایش، خراش و خوردگی را به آلومینیوم خام اضافه می‌کند. قطعه آنادایز شده از دوام بالایی برخوردار است و هنگام برش نیز سطح یکنواخت‌تری از آن بجا می‌ماند.

سطح تمیز و یکنواخت در پروژه‌هایی مانند ساخت سازه سبک، ساخت قطعات نصب شونده با انکر بولت یا ساخت تجهیزات صنعتی بسیار اهمیت دارد؛ به همین سبب در این پروژه‌ها از آلومینیوم آنودایز شده استفاده می‌شود.

در نهایت، انتخاب ابزار برش صحیح و استفاده از قطعات استاندارد، بهترین نتیجه را در کنار دوام بالای آلومینیوم آنادایز شده تضمین می‌کند؛ برای تهیه بهترین ابزارها و تجهیزات صنعتی با تیم ایده‌آل برش در ارتباط باشید.