Marquage et gravure electrolytique

Christophe C.
Apprenti
31 Mai 2016
143
Toulouse
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour,

Le sujet a déjà été abordé ici mais ça ne fait jamais de mal de revenir sur de bonnes astuces :)

ATTENTION : manipuler et modifier des appareils électriques reliés au secteur est dangereux, les informations ci-dessous sont données à titre informatif, je ne saurais être tenu responsable d'éventuels accidents:smt021

L'idée est de graver et/ou de marquer des pièces par électrolyse. Concrètement, on fait circuler un courant entre la pièce et une anode, par l'intermédiaire d'une électrolyte (solution liquide), en n'exposant que les surfaces à graver/marquer (le reste de la pièce est caché).

On peux marquer tous les métaux ferreux, l'inox, le titane, l'inconel...

Pour graver (on creuse la surface exposée) on utilise du courant continu; la pièce est reliée à la borne positive. Pour marquer (la surface de la pièce s'oxyde et noircit) on utilise du courant alternatif.

Le matériel nécessaire est assez simple et peu coûteux : une alimentation, une anode, une électrolyte et un "pochoir".

Alimentation à courant continu (pour le gravure)
D'après mes lectures, on a besoin de 5 à 18V et quelques ampères (plus la surface à graver est grande, plus le courant sera important). On trouve sur youtube des exemple avec une pile 9V ou un simple chargeur USB 5V... ce n'est ni très rapide ni très efficace, mais ça fonctionne.

Pour ma part j'utilise une alimentation ATX d'ordinateur, capable de délivrer 10A sous 12V. J'avais modifié cette alimentation il y a quelques années pour l'utiliser comme alimentation pour des chargeurs de batterie d'aéromodélisme; j'ai décrit l'opération ici :

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Pour l'instant je n'ai pas mis de fusible sur la sortie... ça pourrait être une bonne idée!

Alimentation à courant alternatif (pour le marquage)

J'ai acheté assez récemment d'occasion sur le forum@willow74) un module du commerce destiné à cet usage. Bien entendu, première chose une fois la chose en main, je l'ai ouverte...

A l'intérieur, "no rocket science" comme diraient nos amis outre atlantique :

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  • Un bloc connecteur 220V + fusible 4A + interrupteur (qui coupe directement l'arrivée en 220V)
  • Un voyant sur le 220V
  • Un transformateur torique 220V -> 15V, 36VA
  • Un fusible réarmable PPTC 30V qui déclenche entre 3 et 6A (ce genre, modèle XU300)
  • Un PCB simple face... avec des pistes qui font des méandres, mais il n'y a que le fusible dessus
  • Une paire de fiches banane en sortie
En clair, c'est juste un transformateur, un fusible sur l'entrée, un fusible sur la sortie et voilà.

Anode
Le module que j'ai acheté est livré avec une anode "fancy", de 20x20x40mm, en graphite percé d'un trou d'environ 2mm. Sur la face arrière, ce trou débouche dans un tube en plastique qu'on peux remplir d'électrolyte. Un fil est relié au bloc de graphite, avec une fiche banane à l'autre extrêmité pour le relier à l'alimentation. Pour éviter les courts circuits et maintenir de l'électrolyte entre le pièce et l'anode, j'enroule un petit morceau de feutre de 2mm (acheté en magasin de loisirs créatifs) atour du bloc de graphite. Il est maintenu par un simple élastique. Ce feutre est ensuite imbibé d'électrolyte.

Sur youtube, certaines personnes utilisent un morceau de métal conducteur à la place du graphite... ou remplacent carrément tout ça par un coton tige sur lequel ils amènent le courant par une pince crocodile.

Electrolyte
On trouve chez les revendeurs spécialisés des produits spécifiquement formules, qui doivent contenir de la poudre de perlimpinpin. Pour notre usage, on peux se contenter de dissoudre du sel dans l'eau. Pour ce qui est de la quantité... personnellement j'ai la main lourde, je met du gros sel jusqu'à saturer le mélange. Ca se dissout plus rapidement avec de l'eau chaude. Sur youtube, certaines personnes ajoutent un peu de vinaigre blanc; je n'en avais pas et j'ai fait sans, ça fonctionne comme ça.

Pochoir
Les professionnels utilisent des "stencil" poreux réalisés sur des machines vendues pour. De ce que j'en comprends, c'est simplement des imprimantes thermiques (genre étiqueteuse Dymo) utilisées avec un ruban spécial. On trouve ces rubans en vente sur internet avec les mots clés "stencil tape"; j'en achèterais à l'occasion pour tester sur une Dymo. Je n'ai pas encore testé.

En fait, n'importe quel pochoir isolant électriquement fait le job : du vernis, de la peinture, du scotch, du vinyle autocollant...

J'ai testé du scotch d'emballage découpé au cutter. C'est vraiment pas mal car c'est très fin donc on ne risque pas d'accrocher les bords quand on balade l'électrode dessus, et ça tiens pas mal à la chaleur. Si on l'enlève tout de suite après ça ne laisse pas de traces (ci-dessous, gravure d'un petit triangle).

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J'ai aussi testé du vinyle, découpé avec un plotter de découpe (genre Roland...). Le rouleau était un peu vieux et le vinyle assez épais, et la surface de ma pièce avait de petites marques d'usinage; tout ça n'a pas trop aidé à bien adhérer. La gravure dégage pas mal de chaleur et le vinyle n'a pas très bien tenu, j'ai dû le remplacer à mi-process. Ci-dessous un pochoir en vinyle avec par dessus le film transfert (bien pratique pour le positionner dans déformer les petits morceaux).

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Même résultat avec du scotch d'électricien (ici avec du scotch d'emballage autour pour cacher le reste de la pièce).

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Je n'ai pas testé, mais j'imagine que les vernis photosensibles utilisés pour les PCB pourraient aussi faire l'affaire.

Les essais
J'ai fait mes tests sur un vilain ciseau à bois de brico que j'ai nettoyé rapidement au papier de verre grain 600.

Le pochoir est placé sur la pièce, le feutre de l'électrode est imbibé d'électrolyte pour l'électrode est baladée sur la zone à graver (en la laissant sur place, ça chauffe fort, ça use le graphite et ça commence à cramer le feutre...). On peux s'arrêter à tout moment pour contrôler l'état d'avancement, j'y vais par ~20s à la fois (sur les photos ci-dessous, le fil rouge vas à l'anode, mais il est bien relié à la masse... si on inverse en courant continu, ça bouffe l'anode au lieu de la pièce).

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Voilà les résultats des trois tests que j'ai réalisé :
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  1. Marquage seulement, environ 30s à 1mn... c'était noir, mais ça ne tiens pas au scotch brite
  2. Idemn, avec un peu de gravure avec la polarité inversé en plus :smt021
  3. Gravure pendant 2 à 3mn au total, suivi d'environ 30s à 1mn de marquage. Le résultat est très net et le noir tiens bien (j'ai beaucoup frotté pour l'estomper au milieu). La profondeur de gravure est d'environ 0,3mm.
Il en ressort que le marquage tiens nettement mieux sur une surface qui a été préalablement gravée.

La vraie pièce
Pour offrir à Noël, j'ai usiné un décapsuleur éléphant en 36NiCrMo16, ça fait un joli gadget de 240g, c'est très pratique pour ouvrir les bières, faire des trous dans les poches et casser le carrelage. Histoire de lui donner un peu de vie, j'ai gravé et marqué l’œil et l'oreille.

Le pochoir est en vinyle; comme je l'ai écrit plus haut ça ne s'est pas super bien passé mais je resterais avec du vinyle plus fin et à l'adhésif plus costaud. Le reste de la pièce est protégé avec du scotch d'emballage. La pièce est reliée à la borne + grace à une pince crocodile (avec un fil noir, oui oui...) et l'anode à la masse.

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Ensuite on commence en courant continu, on ballade l'anode sur la pièce pendant 2 à 3mn en enlevant régulièrement la "boue" qui se forme et en remettant de l'électrolyte. Avec le vinyle, attention à ne pas trop chauffer, ne pas hésiter à refroidir la pièce à l'eau avant que le vinyle ne commence à se décoller...

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Pour finir 30s à 1mn en courant alternatif. Comme le vinyle començait à se décoller, le marquage a un peu débordé.

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Même chose de l'autre côté, un bon coup de scotch brite pour atténuer les "bavures"... je suis très satisfait du résultat!

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Si vous avez des conseils pour améliorer le process ou des questions, n'hésitez pas!
 
Dernière édition:
ilfaitvraimentbeau
Compagnon
20 Novembre 2007
9 172
Près de Rouen
pour la tension et l'intensité, un chargeur de batterie devrait faire l'affaire...
merci encore Christophe, je sens que je vais faire des essais !
:wink:
 
gustavox
Compagnon
16 Décembre 2015
806
Salut !

Reportage de qualité !!!

Tu pourrais même le soumettre dan la section article du site !:wink:
 
AlliPapa
Compagnon
27 Février 2012
1 064
Bonjour,

Chouette petit reportage. ..merci !

Pourquoi une tension alternative noirci ??? Parcequel transfert du graphite vers la pièce ??

Merci
Allipapa
 
Vergobretos
Compagnon
31 Octobre 2008
2 003
Aindien
Hello,
en bimétal l'éléphant ?
le temps de marquage est différent entre l'acier et le bronze ?

Slts
 
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