Techniques de métallisation pour moulage galvanoplastique

[roseleur]

Au vu de la couleur du dépôt (rouge sombre à très sombre) et de sa texture (rugueux et friable), il semblerait que la tension soit trop forte. D'autre part, 1mm/ nuit (12 heures ?) me semble être un dépôt un peu trop rapide.
Il faut essayer avec un courant plus faible.

Pour le démoulage, il faut voir si avec une rigidité supérieure du cuivre, le PVC convient sinon un moule silicone fait parfaitement l'affaire.

[Rpe34]

Merci,
j'ai lancé un test toujours sur du bois avec une tension de 1V et 0.4A. Le dépôt est visible après quelques heures et semble plus orangé. Je vais laisser en l’état. Si ce n'est pas bon, je tenterais de diminuer encore...
Pour le moule, le problème du silicone est que je ne peux pas le fraiser. Il faut donc travailler avec un plastique mou mais à la fois exploitable en fraisage.
A tout hasard, existe-t-il des plastiques conducteurs de courant pour ces opérations ?

[roseleur]

Il faut que l'aspect du dépôt soit rose-cuivre mat.
Pour le silicone, une solution peut être de faire un modèle identique à l'objet final en n'importe quel matériau puis de le mouler en silicone.
Je ne pense pas qu'il existe de plastique conducteur de courant pour l'instant...

[Rpe34]

Voici le dernier test réalisé en abaissant la tension à 0.8-1V et 0.4-0.5A.
Le moule en bois, fraisé avec une pointe de 3mm, a été enduit de cuivre (en suspension dans acétone + vernis).
La pièce immergée dans le soluté est à environ 15 cm de l'anode.
La cathode est un tube de cuivre, l'agitation est minimale avec rajout de 200g de sulfate de cuivre dans le bain car plus de solide au fond du bac. La métallisation a duré 15 heures environ et le moule en bois s'est gorgé de soluté et s'est déformé.
L'ensemble de la pièce n'a pas été complètement recouvert et cela a laissé place à des trous.
Vu la déformation importante du moule, j'ai été contraint d'interrompre le processus. Le "démoulage " a été délicat et l'ensemble est venu avec une importante quantité de bois collé à la pièce. Afin de l'éliminer sans l'endommager, j'ai passé l'ensemble au pistolet chauffant à 650°C afin de carboniser le bois. Après brossage, passage au bain sel/vinaigre et ponçage, j'ai pu obtenir une ébauche qui présente un bel aspect cuivre comme celui que j'ai l'habitude de travailler en émaillage, certes avec des défauts qu'il faudra optimiser. Les contours ne sont pas parfaits mais je pense que le moule y est pour beaucoup. Je pense aussi avoir endommagé la pièce lors d'un passage à la brosse métallique du touret (trop puissante pour polir).
Il me reste a vérifier la tenue au four, mais vu l’aspect du cuivre, il semble que ce sera possible (voir photos de l'envers et de l'endroit en pièces jointes).

En première conclusion, il me reste à optimiser :

• la matière à utiliser pour le moule,
• trouver un moyen pour que l'ensemble de la pièce soit métallisée.

J'ai quelques questions :

• Quel type de fils faut-il utiliser pour réaliser des branchement secondaires sur la pièce ? Le fil doit-il être gainé ? (Je pense que oui.)
• Faut-il faire tourner la pièce dans le bain ?

A la vue des résultats, vos conseils sont bien entendu les bienvenus.

[roseleur]

Les résultats progressent.
On remarque bien que les parties en profondeur se cuivrent moins bien et c'est une difficulté du procédé ; sur des pièces très creuses, cela peut être un sérieux écueil.

En ce qui concerne les fils de contact j'utilise du simple fil de laiton de 4/10ème. S'il est verni ou protégé cela évitera que du cuivre vienne se déposer dessus . Ces branchements secondaires ayant un intérêt surtout au début , le temps que le cuivre se dépose sur l'ensemble de la pièce, ils peuvent être supprimés par la suite avant qu'ils n'aient eu le temps de trop se cuivrer.

Le fait de faire tourner la pièce dans le bain n'est pas forcément indispensable.

Un autre détail : la surface d'anode en cuivre doit être suffisante ; si elle est trop faible, cela peut poser des problèmes de rapidité de dépôt.

[Rpe34]

Effectivement, les parties en profondeur se cuivrent moins bien et je pense qu'une certaine agitation est nécessaire au début afin de créer de la turbulence et permettre au soluté de pénétrer davantage dans les cavités.
Pour le moule, j'ai désormais, sur un essai en cours, utilisé un plastique rigide (baguette de parement) qui semble bien se démouler.
J'ai remplacé l'acétone par un autre solvant qui, au contact du plastique, créé une "glue" qui donne immédiatement un aspect peinture mate avant métallisation. En procédant de cette manière, la couche de cuivre est bien plus homogène.
Dans mon dernier essai en cours, je vais vérifier le principe d'agitation.
J'ai procédé au fraisage d'un sillon de 1mm de large et de profondeur, c'est à dire de moitié par rapport au précédent. Je verrai le résultat demain soir.

[roseleur]

Peut-on savoir quel solvant a été utilisé ?

Pour ce qui est du problème de pénétration, l'agitation améliorera en cours de process car elle permettra d'obtenir une tension légèrement supérieure.
Le manque de pénétration n'est pas du à une mauvaise pénétration du liquide : c'est le courant électrique qui ne se répartit pas de manière uniforme. Le courant est attiré par les aspérités un peu comme la foudre est attirée par les parties métalliques proéminentes ; c'est pour cette raison qu'avec un courant plus élevé, les creux sont mieux desservis mais resteront toujours plus faibles en épaisseur.
Par contre avec un courant trop fort, les dépôts seront "brulés" (foncés et pulvérulents) comme plus haut.

Il faut donc trouver expérimentalement un certain équilibre.

[Rpe34]

Pour le solvant, j'ai utilisé du tetrahydrofurane (THF) qui est connu pour ses propriétés de dissolution du plastique.
En procédant de la sorte, le dépôt est incrusté en surface et même en frottant avec un chiffon, il reste accroché. Les retouches sont faciles et la couche est uniformément répartie. Reste à vérifier si la dissolution superficielle du plastique n'a pas déformé le moule. Sinon, je tenterai un mélange acétone-THF pour jouer sur la solubilité.
Je viens de regarder ce matin le résultat, sans démouler car il est trop tôt mais l'ensemble du moule a été parfaitement recouvert de cuivre de belle couleur et d'aspect plutôt lisse. Je n'ai pas encore vu le résultat de la face en relief. J'ai un peu augmenté la tension à 0,8V et l'intensité à 0,4-0,5 pour créer de l'épaisseur. J'espère que le démoulage sera aisé.
Des photos viendront.

Afin de créer de l’épaisseur sur les parties en relief, je vais "protéger" les parties plates afin que le cuivre se dépose uniquement dans les parties creuses. Cela devrait permettre de solidifier l'ensemble. Dans tous les cas, l'émail va permettre de rendre l'ensemble très solide. Je tente la première cuisson ce week-end...

Merci pour l'aide car les résultats sont quand même satisfaisants après si peu de temps et d'essais.

[Rpe34]

Voilà, le démoulage a été effectué ce soir et le résultat est très intéressant, mais pas parfait. J'avais volontairement réduit l'épaisseur du sillon à 1mm, ce qui n'est pas favorable. Le résultat n'est pas aussi parfait que par gravure, et il faut que je puisse optimiser si cela est possible.

Je vais tenter de relever la tension à 0.7V au début afin de déposer au fond des cavités.

L'épaisseur est de 1-1.5 mm, conforme à mes besoins. Reste à voir la tenue au four à 900°C ; je vois ça ce week-end.
Quel est votre avis sur le résultat ?

[roseleur]

La surface du métal est un peu irrégulière mais je n'ai pas vu le moule. En principe, le résultat doit être strictement identique au moule au niveau de la texture de la surface ; le procédé est quasi-parfaitement fidèle, ce qui est une de ses caractéristiques... Bien plus fidèle que la fonderie par exemple. En effet, il n'y a pas de dilatation thermique ni de retrait. C'est ainsi qu'on fabriquait les matrices de microsillons.