Oppervlaktebehandelingen van Aluminium profielen

Slijpen

Slijpen is een methode voor het verbeteren van het esthetische en decoratieve karakter van het oppervlak. De behandeling geeft fijne sporen in de slijprichting. De oppervlaktestructuur kan "zeer fijn", "medium" of "grof" worden gemaakt.
Slijpen wordt het meest toegepast voor interieuronderdelen. In de meeste gevallen wordt het geslepen oppervlak geanodiseerd, opdat het uiterlijk niet verandert.

Polijsten

Polijsten maakt het oppervlak glad en geeft het glans. De eisen worden in overleg tussen klant en leverancier bepaald. Het gepolijste oppervlak wordt geanodiseerd. ls een hoogglanzend oppervlak gewenst, dan wordt het polijsten gevolgd door chemisch polijsten en anodiseren (glansanodiseren).
 

Trommelen

Trommelen wordt meestal gebruikt voor het ontbramen. Daarbij kan men door keuze van het gebruikte medium kiezen voor een mat tot glanzend oppervlak.

Anodiseren
 

Waarom anodiseren?
Anodiseren, een van de meest voorkomende methoden voor oppervlaktebehandeling, wordt onder andere gebruikt voor het maken van:
– een blijvend "nieuw" uiterlijk en daarmee het verlengen van de esthetische levensduur
– een betere corrosiebestendigheid
– een vuilafstotend oppervlak dat aan hoge hygië­nische eisen voldoet
– een decoratief oppervlak met blijvende kleur en glans
– een oppervlak dat prettig is om aan te raken
– een functioneel oppervlak, een glijvlak of een slijtvast oppervlak voor bijv. machineonderdelen
– een oppervlak met een elektrisch isolerende laag
– een ondergrond voor het toepassen van lijm of drukinkt.

Het anodiseerproces bestaat uit een aantal behandelingsbaden en wordt ingedeeld in voorbehandelen, anodiseren, (eventueel) inkleuren en sealen. Meestal wordt naturel anodiseren toegepast (waarbij geen inkleuring plaatsvindt). De geanodiseerde laag, zowel gekleurd als ongekleurd, is transparant. Het spoelwater wordt in effectieve reinigingsinstallaties behandeld. De verontreinigingen worden neergeslagen als een aluminiumhydroxide-slib. Na scheiding kan het slib als grondstof worden gebruikt of worden afgevoerd.

Het beitsen houdt in dat een bepaalde hoeveelheid aluminium van het oppervlak wordt opgelost. Daarbij krijgt het oppervlak een aantrekkelijk, gelijkmatig en mat oppervlak. De tint en de matheid zijn grotendeels afhankelijk van de keuze van de gebruikte legering.

In het anodiseerbad wordt het profiel op een gelijkstroombron aangesloten. Het profiel wordt met de anode verbonden (vandaar de naam anodiseren), terwijl de kathoden zich langs de zijkanten van het bad bevinden. Het bad bestaat gewoonlijk uit verdund zwavelzuur op kamertemperatuur. Door een elektrolyse proces wordt het metaaloppervlak omgezet in metaaloxide. Dit proces wordt voortgezet totdat de gewenste laagdikte, meestal 5-25 µm, is verkregen.

De gevormde oxidelaag is poreus. Om een dichte oppervlaktelaag te krijgen, moeten de poriën worden afgesloten. Dit gebeurt door middel van sealen in een waterbad, dicht tegen het kookpunt aan. Er zijn ook processen voor het sealen bij een lagere temperatuur.

Designity
 

Designity (Design & Quality) is speciaal voor aluminium profielen met design toepassingen. Het is een oppervlaktebehandeling die aluminium profielen een hoog gekwalificeerde uitstraling geeft. Bij de productie van aluminium profielen ontstaan altijd persstrepen. Deze zijn niet te voorkomen omdat ze inherent zijn aan het extrusieproces. Voor design toepassingen (meubels, verlichting, audio apparatuur, etc.) is dit echter vaak ontoelaatbaar. Speciaal hiervoor heeft Sapa de Designity behandeling ontwikkeld; een op maat gemaakte straal- en anodiseerbehandeling.

Toepassingen
 

Designity is bijzonder geschikt voor zowel binnen- als buitentoepassingen van zichtbare aluminium onderdelen: verlichting / armaturen (binnen en buiten), interieur (o.a. meubels, kasten, kantoor meubilair), audio / elektronica (o.a. luidsprekers, plasmascherm frames), architectuur toepassingen(o.a. ramen, deuren), douchecabines, display systemen & frames, gevelbouw, beursstands, scheidingswanden & design toepassingen. Uiteraard is Designity ook geschikt voor andere toepassingen waarbij een hoge oppervlaktekwaliteit nodig is.
 

Technische mogelijkheden
Designity (incl. Anodiseren)
Kleuren: naturel/zilver (VOM1), zwart (C35)
Dikte: 5 – 25 micron
Lengte: max. 7.250 mm (+ 50 mm contactpunten)
Maximaal gewicht: 90 kg / profiel

Kenmerken van Designity
 

High-end uiterlijk: bij normale anodiseerkwaliteit van aluminium profielen zijn extrusielijnen nog altijd in meer of mindere mate aanwezig. In toepassingen zoals meubels, verlichting of andere design-toepassingen, kan dat bijzonder storend zijn. Designity betekent daarentegen een mooie, egale oppervlaktekwaliteit.

Kostenbesparing door minder uitval: persstrepen worden gemaskeerd. De afkeur op basis daarvan dus ook. Hierdoor is een sterke reductie van kwaliteitscontroles en uitval mogelijk. Dit bespaart tijd, klachten en geld.

Snelle levering: door een volledig geïntegreerd proces, is de doorlooptijd nagenoeg gelijk aan normale geanodiseerde profielen.

Hardanodiseren
 

Hardanodiseren wordt gedefinieerd als het anodiseren waarbij de oxidelaag dikker is dan 25 µm en een hardheid heeft die groter is dan 300 VPN (Vickers) volgens BS 5599 (British Standard).
Het hardanodiseren wordt net zo uitgevoerd als gewoon anodiseren met zwavelzuur, maar bij een lagere temperatuur.
Het doel van het hardanodiseren van een aluminium oppervlak is o.a. het verkrijgen van een slijtvaster oppervlak, een dikkere slijtlaag, een hoge elektrische weerstand of een verhoogde corrosiebestendigheid.
 

Onderhoud – reinigen

De anodiseerlaag heeft in de meeste omgevingen een uitstekende corrosiebestendigheid. Geanodiseerde profielen zijn praktisch onderhoudsvrij, mits het oppervlak geregeld gereinigd wordt. Het oppervlak kan gemakkelijk met water en een neutraal schoonmaakmiddel of met terpentine worden gereinigd. Sterk alkalische middelen moeten echter worden vermeden.
De bescherming tegen corrosie, verkleuren en slijtage neemt toe met de dikte van de anodiseerlaag. Aanbevelingen voor geschikte laagdikten worden in de tabel op de volgende pagina gegeven.
 

Eigenschappen van geanodiseerd aluminium
 

De corrosiebestendigheid is zeer goed, vooral bij een pH tussen 4 en 9. In contact met sterk alkalische stoffen kunnen er op het oppervlak vlekken en beschadigingen ontstaan. Aluminium moet worden beschermd tegen kalk, cement en gips (bijv. op bouwterreinen). Zichtbare oppervlakken kunnen ter bescherming worden afgeplakt.
Gewoonlijk is de oxidelaag zo hard als glas en kan het worden vergeleken met korund. De hardheid van de laag kan niettemin verbeterd en dikker gemaakt worden door middel van hardanodiseren, hetgeen bij een lagere temperatuur wordt uitgevoerd.
De oxidelaag is transparant en het uiterlijk van een geanodiseerd oppervlak (zowel naturel als gekleurd) varieert daarom afhankelijk van het gezichtsveld.
Bij temperaturen boven de 100°C kunnen fijne barstjes in de oxidelaag ontstaan. Dit kan vanuit een esthetisch oogpunt een ongewenst effect zijn, dat des te meer opvalt naarmate de laag dikker is.

Het vervormen moet vóór het anodiseren gebeuren, omdat de koude vormbaarheid van de geanodiseerde oxidelaag slecht is. Men kan knippen en boren, maar dan ontstaan er natuurlijk onbehandelde snij-oppervlakken. Lassen moet ook vóór het anodiseren plaatsvinden. De keuze van het lasmateriaal is wel van invloed op het uiterlijk.

In plaats van mat beitsen kan men ook glanzend beitsen. Meestal wordt het aluminium dan eerst mechanisch gepolijst. Legering 6463 geeft een betere glans. Dikkere oxidelagen verminderen de glans.
De oxidelaag is elektrisch isolerend. De gesealde, 15 µm dikke oxidelaag heeft een doorslagspanning van 500-600 V.

Een geanodiseerd profiel kan zonder voorbehandelingen direct worden gerecycled. (Bij het omsmelten van gelakte profielen moet eerst de lak worden verwijderd.)
Aanbevolen laagdikte bij anodiseren
40-100 µm    Hardanodiseren.
25 µm          Oppervlak wordt blootgesteld aan sterke belasting door corrosieve omgeving of slijtage.
20 µm          Normale tot zware belasting buitenshuis (bijv. in de transportindustrie en de bouw).
Zware belasting door chemische invloeden binnenshuis, bijv. in de levensmiddelenindustrie.
15 µm          Sterke slijtage binnen- en buitenshuis in een droge en schone atmosfeer.
10 µm          Normale belasting binnenshuis.
5 µm            Geringe belasting binnenshuis.
3-5 µm         Beschermend anodiseren voorafgaand aan bewerken, korte beitstijd.

Gekleurde oxidelagen
Er zijn vele factoren die van invloed zijn op het uiterlijk van geanodiseerde kleuren.
Dit zijn o.a.:
– vorm van het profiel
– belichting en de hoek waaronder het profiel gezien wordt
– oppervlaktestructuur
– dikte van de geanodiseerde laag
– glans
– keuze van de legering.
Samengevat kunnen we zeggen dat geanodiseerd aluminium een "levend" materiaal is.

Inkleuren
Naturel geanodiseerd aluminium dat niet is geseald, wordt ingekleurd met organische of anorganische kleurstoffen. Het inkleuren geschiedt in een kleurbad of door sproeien. Beide methoden zijn op water gebaseerd. Na het inkleuren wordt het profiel geseald.

Elektrolytisch inkleuren
Net als het normale inkleuren, vindt het elektrolytisch inkleuren plaats in een aparte fase na het anodiseren.
Door middel van wisselstroom wordt het pigment, dat uit tinzout bestaat, in de bodem van de poriën afgezet. Het kleurenscala loopt van champagne tot zwart. De kleuren, die aangeduid worden van Hx-10 tot Hx-50, zijn zeer kleurvast. Na het inkleuren wordt het profiel geseald.


Blijft de kleur buitenshuis kleurbestendig?
De keuze van de kleur wordt, ook bij gebruik binnenshuis, bepaald door de hoeveelheid UV straling en de temperatuur waaraan de laag wordt blootgesteld. De kleurbestendigheid is afhankelijk van de kleurstof en de gebruikte inkleuringtechniek.

Inkleuren: ingekleurde lagen hebben in sommige gevallen een beperkte kleurvastheid en zijn daardoor niet geschikt voor omgevingen met een hoge temperatuur of met UV licht.

Elektrolytisch inkleuren: een beperkt kleurenpalet, uitstekende lichtvastheid en geschikt voor gebruik buitenshuis.

Lakken
 

Bij lakken is er een onbeperkte keuze aan kleuren met verschillende glans en met een uitstekende kleurconsistentie. Poedercoaten is verreweg de meest gebruikte methode voor het lakken van aluminium profielen.

Certificering
Sapa in Nederland is gecertificeerd volgens Qualicoat en volgens de Duitse GSB normen. Dit houdt in dat men systematisch processen, kwaliteitsnormen en testmethoden ontwikkelt. Dat betekent dat zowel de producten als de processen voldoen aan hoge eisen, die gecontroleerd worden door controleurs van de Qualicoat en de GSB, die onaangemeld een aantal keren per jaar controles uitvoeren.
Naast de geregelde externe controles van de productie, worden iedere dag zo'n 15 tests uitgevoerd om de kwaliteit en de betrouwbaarheid van de processen zeker te stellen. Deze tests worden 5 jaar bewaard.

Voorbehandeling
Voor het verkrijgen van de juiste kwaliteit van het gelakte oppervlak, is het belangrijk dat de voorbehandeling, het aanbrengen van de coating en het daarop volgende harden allemaal op de juiste manier worden uitgevoerd. Voor een maximale hechting, duurzaamheid en corrosiebestendigheid is de voorbehandeling van doorslaggevende betekenis. Deze bestaat gewoonlijk uit het ontvetten en beitsen, gevolgd door een chemische behandeling van het oppervlak. De chemische behandeling, chroomvrij of op chroom gebaseerd, zorgt voor een goede hechting en een effectieve corrosiebescherming. Zowel op chroom gebaseerde als chroomvrije processen zijn door de GSB en de Qualicoat goedgekeurd.
Bij de voorbehandeling wordt het spoelwater in efficiënte reinigingsinstallaties behandeld. De verontreinigingen worden neergeslagen als slib, dat wordt gescheiden en verwijderd.

Poedercoaten
Er zijn praktisch geen beperkingen voor wat betreft de keuze van de kleuren. Er wordt gewerkt met RAL en NCS S kleursystemen en met door de klant gespecificeerde kleuren. Ook zijn er anti-bacteriële poeders voor steriele omgevingen.

De poedercoating wordt aangebracht en gehard zonder oplosmiddel. Dat zorgt voor een goede werkomgeving en heeft een minimaal effect op het milieu. In een natlakinstallatie gaat ongeveer de helft van de lak verloren door verdamping en het verspillen van lak door te veel spuiten. In de poedercoat installaties van Sapa wordt tot 98% van de coating benut. Het poeder dat niet aan het product hecht, wordt teruggewonnen.

Kwaliteit van poedercoaten
De belangrijkste kenmerken van poedercoating zijn:
– geen risico op druppen of blaasvorming
– hoge reproduceerbaarheid
– poedercoaten is aanzienlijk beter slag- en slijtvast dan natlakken
– goede vormbaarheid (buigen na coaten is bijv. meestal mogelijk)
– geschikt voor gebruik buitenshuis – goed bestand tegen UV licht en een goede corrosiebestendigheid.

De laagdikte is meestal 60-140 µm. Bij sommige constructies moet men al bij het bepalen van de maten en toleranties van het profiel rekening houden met hoe dik de lak wordt aangebracht.
Structuurlak, gemetalliseerde lak, heldere lak en Decoral
Sapa werkt met alle laksoorten waar de klanten om vragen. Naast de traditionele poedercoating worden o.a. ook structuurlak, metallic lak en blanke lak toegepast.

Decoral
Decoral is een verder ontwikkelde variant van poedercoaten, waarmee oppervlakken van een patroon kunnen worden voorzien. Hiertoe wordt de volgende methode gebruikt: eerst worden de profielen van een speciaal samengestelde coating voorzien. Daarna wordt het patroon op het profiel aangebracht. Het origineel, dat meestal een fotografische afbeelding van bijvoorbeeld hout of steen is, wordt op een folie aangebracht, welke weer de drager is voor de pigmenten die de afbeelding vormen.

Het vermogen van de pigmenten om diep in de coatinglaag te penetreren, is van doorslaggevend belang voor het resultaat. Oppervlaktepatronen worden aan zware belastingen blootgesteld. De Decoral techniek garandeert een diepe penetratie van de pigmenten. Het resultaat is een oppervlak dat alle eigenschappen bezit van een oppervlak dat van een traditionele poedercoating is voorzien.

Decoral biedt voordelen voor ontwerp en constructie
Decoral biedt o.a.: "massief hout" met de duurzaamheid van het aluminium profiel en een oppervlaktelaag die niet dikker is dan bij gewoon poedercoaten, en "marmer" met dezelfde dichtheid als aluminium. Er zijn geen beperkingen in de keuze van de gebruikte patronen en kleuren.
Sapa gebruikt het Decoral systeem sinds 1996. Daardoor hebben we ruime ervaring hoe zulke oppervlakken in de praktijk voldoen. Uitvoerige laboratoriumtesten zijn uitgebreid gedocumenteerd.

Natlakken
Natlakken was vroeger een veel gebruikte oppervlaktebehandeling, die tegenwoordig vrijwel geheel verdrongen is door poedercoaten. In vergelijking met alkydelakken, de meest gebruikte laksoort bij natlakken, heeft poedercoaten een hele reeks kwaliteitsvoordelen en een aanzienlijk lagere belasting van het milieu.

Sapa HM-wit
 

De perfecte aanvulling op anodiseren en poedercoaten
Sapa HM-wit is een elektroforetische inkleuring volgens de Honnystone methode.
Een geanodiseerd en ongeseald profiel wordt in een bad gedompeld, waarbij de lak met behulp van gelijkstroom wordt aangebracht. Daarna wordt de lak in een oven bij ongeveer 180°C gehard. De lak wordt gepolymeriseerd. De totale dikte van de oppervlaktelaag bedraagt ongeveer 30 µm.
De methode biedt een reeks voordelen:
– een UV bestendige witte kleur
– een zeer goede glansbestendigheid en weerstand tegen chemicaliën
– een zeer goede corrosiebestendigheid
– de kleurenlaag hecht zich in de poriën van het geanodiseerde oppervlak. Het resultaat is een          uitstekende hechting
– het oppervlak is dicht en vuilafstotend
– de waarden voor hardheid, drukbestendigheid en slijtage zijn vrijwel identiek aan die van poederlak  (Men moet er bij slijtage wel aan denken dat HM-wit een oppervlaktelaag van 30 µm heeft, terwijl deze  bij poederlakken 60-140 µm dik is.)
– uniforme laagdikte
– de aangebrachte kleur hoopt zich niet bij de kanten op. Dit is perfect voor bouwprofielen die tegen elkaar moeten passen en wanneer met klik- of telescoopfuncties gebruikt.