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Processus de galvanoplastie : définition, fonctionnement et applications

Découvrez le processus de galvanoplastie, ses principes, ses avantages, ses inconvénients et ses applications pour améliorer la durabilité et l'esthétique.
HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/fr/processus-de-galvanoplastie/" title="Processus de galvanoplastie : définition, fonctionnement et applications">Processus de galvanoplastie : définition, fonctionnement et applications

Selon vous, qu’est-ce qui rend les bijoux encore plus beaux ? Qui est responsable de la bonne finition de le matériel chirurgical? Quel procédé améliore la durée de vie d'un avion ? Bien que ces trois questions proviennent de catégories différentes, la réponse est une. Oui, le processus de galvanoplastie fait ce travail parfait.

Il serait préférable que vous ayez beaucoup plus de questions sur l'ensemble du processus, et c'est pourquoi nous avons cet article. Ici, nous allons vous parler du processus de galvanoplastie. Comment ça fonctionne? Le principe et ses applications. Es-tu prêt?

Qu’est-ce que la galvanoplastie ?

Essentiellement, galvanoplastie est un processus consistant à relooker des choses à l'aide d'une couche de métal. En termes simples, c’est comme apporter une touche finale à l’objet à l’aide du métal. Cependant, au départ, cela se faisait manuellement ; le processus a maintenant évolué vers une version plus avancée. 

Pour ce processus, le courant électrique est utilisé pour recouvrir un objet de différentes couches de métal. Vous pouvez également appeler ce processus électrodéposition. Le nom vient de la façon dont une couche de métal est déposée sur un objet. 

Le meilleur exemple pour vous est de rechercher des bijoux en or bon marché et raffinés. Maintenant, vous vous demandez peut-être pourquoi c'est si bon marché. 

La raison en est la différence entre le métal de base et la couche supérieure du métal. Après enquête, vous découvrirez peut-être que le métal de base est du cuivre ou un métal bon marché, et qu'il est simplement galvanisé avec une couche de métal doré, le rendant ainsi brillant.

Comment fonctionne la galvanoplastie ?

Comment fonctionne la galvanoplastie

Maintenant que vous savez ce que signifie la galvanoplastie, il est temps de comprendre le processus de travail. Décomposons-le en quelques étapes plus simples : 

Préparation du support

Tout d’abord, vous devez nettoyer l’objet que vous allez galvanoplastir. Commencez par éliminer les impuretés, les oxydes ou les contaminants. L’importance de cette étape est de s’assurer que l’objet est suffisamment propre pour que le métal y adhère. De cette façon, vous pouvez obtenir une finition de meilleure qualité.

Solution électrolytique

Une fois l'objet prêt, commencez à préparer une solution électrolytique. Cette solution est un mélange d’ions du métal que vous vous apprêtez à plaquer. Dans cette solution, la cathode et l'anode sont également présentes. Certains des exemples courants d'électrolytes sont les sels métalliques, comme le cuivre et le sulfate, pour la galvanoplastie du cuivre.

De même, vous pouvez avoir du nickel et du sulfate pour la galvanoplastie du nickel. Cela signifie que le choix de l'électrolyte dépend du type de métal que vous allez recouvrir.  

Installez la cellule électrolytique.

Si vous avez votre solution électrolytique prête avec vous, il est temps d'installer la cellule électrolytique. Dans cette cellule, le substrat est connecté à la cathode. Parallèlement à cela, une anode métallique est ajoutée à la solution. Après cela, une alimentation en courant continu est connectée aux deux tiges. 

Cet apport de courant déclenchera un flux d'électrons de l'anode vers la cathode. Ainsi, une réponse de réduction se produit au niveau de la cathode. Finalement, le dépôt d’ions métalliques sur l’objet se produit. 

Dépôt de métal

Vous savez que le processus de dépôt de métal ne se produit que lorsque les cations métalliques présents dans l'électrolyte sont réduits au niveau de la cathode. Pour cela, vous devez vous assurer qu’il y a une alimentation adéquate en courant électrique traversant le système que vous avez configuré ci-dessus. 

Une fois l’opération réussie, vous verrez une couche de métal solide sur l’objet que vous plaquez. Pour un taux de dépôt meilleur et constant, l’anode continue de reconstituer les ions métalliques dans l’électrolyte. 

Processus de post-traitement

Une fois que vous avez obtenu l’épaisseur souhaitée du revêtement métallique, vous pouvez retirer l’objet galvanisé. Rincez-le ensuite et polissez-le pour l'embellir encore plus.

Le principe de fonctionnement derrière cela !

Le principe de fonctionnement derrière la galvanoplastie

La galvanoplastie fonctionne selon les principes de l'électrochimie et un transfert très minutieux des ions métalliques de l'anode à la cathode dans une cellule électrolytique. Les composants de la cellule électrolytique sont :

  • Anode
  • Cathode (substrat monté)
  • Solution électrolytique
  • Alimentation externe 

N'oubliez pas qu'avant de commencer la galvanoplastie, vous devez nettoyer la cathode. Lorsque le processus démarre et que l’appareil est sous tension, les électrons commencent à circuler de l’anode vers la cathode. À l’anode, les métaux perdent des électrons et se transforment en cations chargés +ve.

Par exemple, lors de la galvanoplastie du cuivre, les atomes de cuivre deviennent des ions cuivre (Cu²⁺). Ces cations métalliques nagent ensuite à travers la solution électrolytique vers la cathode. À la cathode, les cations métalliques gagnent des électrons grâce à une réaction de réduction. Ainsi, vous obtenez un dépôt de métal solide sur le substrat. Ainsi, maintenant Cu²⁺ devient Cu (cuivre massif).

Le processus est continu tant qu’il y a une alimentation électrique et que la vitesse de dépôt contrôle la densité de courant, la température et l’engagement des ions métalliques dans l’électrolyte. 

Précautions pour le processus de galvanoplastie

Vous savez que vous devez faire face à des produits chimiques et à l’alimentation électrique pendant le processus, vous devez donc être très prudent. Prenez ces précautions :

Trousse EPI

Vous devez toujours avoir votre kit EPI à portée de main à tout moment. Les kits comprennent des vêtements de protection, des équipements de protection oculaire, des gants, etc. Assurez-vous de porter des vêtements appropriés qui couvrent votre peau et minimisent votre contact avec des produits chimiques durs.

Essayez de porter une chemise à manches longues, un pantalon et des chaussures fermées. Assurez-vous d'avoir des lunettes de protection appropriées pour vos yeux et des gants résistants aux produits chimiques pour vous protéger les mains.

Ventilation

Il est important de disposer d’une solution de ventilation adéquate dans l’usine pour contrôler les gaz générés pendant le processus. Cela peut empêcher l’inhalation de vapeurs nocives et tout effet secondaire à long terme résultant de cette exposition.

Manipulation de produits chimiques

Les produits chimiques que vous utilisez pendant le processus peuvent certainement nuire à votre santé, c'est pourquoi il est important de les manipuler avec précaution. Chaque fois que vous mélangez des produits chimiques, assurez-vous de le faire dans un endroit aéré. 

Des étiquettes claires avec des informations exactes sur le contenu doivent être apposées sur les conteneurs de produits chimiques. De cette façon, vous pouvez garder un œil sur tout ce qui se passe et la zone de stockage des produits chimiques reste mieux organisée. 

Sécurité électrique

Parce que disposer d’une alimentation électrique pour ce processus est la chose la plus importante, la responsabilité du maintien de la sécurité l’accompagne. Vous devez conserver l'équipement électrique au bon endroit pour éviter tout choc ou accident. 

De plus, chaque appareil que vous envisagez d’utiliser doit être conforme aux normes de sécurité. Mettez des isolants sur tous les équipements et continuez à vérifier toute panne à l’avenir. 

Unité de secours

Il existe un risque de déversement de produits chimiques ou de panne de courant pendant le processus, ce qui peut être mortel. Alors, pour éviter tout accident, mineur ou majeur, soyez prêt à faire face aux urgences. Former les employés aux évacuations d'urgence. Gardez les trousses de premiers secours prêtes à l’emploi et vous devez immédiatement remplir les fournitures d’urgence à l’usine.

La gestion des déchets

Une autre précaution importante consiste à prendre soin des déchets produits pendant le processus. Vous pouvez facilement prendre soin des produits chimiques usés et autres déchets ; les jeter comme ça peut nuire à l’environnement. 

Contrôle de la température

Rien n’est plus important que de savoir quelle température de l’eau est adaptée à quel processus de galvanoplastie. Parce que certains processus aiment les bains chauffés et d’autres non. Mais pour ceux qui fonctionnent bien avec les bains chauffés, faites attention aux brûlures et aux blessures thermiques. 

Entretien et nettoyage

Même si vous maîtrisez toutes les précautions, il est toujours judicieux d’inspecter régulièrement l’équipement. Veuillez vérifier les réservoirs et les composants électriques pour déceler tout signe de dommage ou de corrosion. De cette façon, vous pouvez prévenir les dommages à temps et les réparer au préalable. 

Une formation adéquate

Surtout, assurez-vous que chaque employé impliqué dans le processus dispose d’une formation appropriée pour gérer à peu près tout. Vérifiez s'ils peuvent donner des réponses d'urgence, maintenir une utilisation correcte de l'équipement, etc. Si vous souhaitez toujours garder les choses à jour, organisez peut-être un cours régulier et tenez les employés informés.  

Matériau utilisé en galvanoplastie

Matériau utilisé en galvanoplastie

La liste contient du nickel, du cuivre, de l’or, de l’argent et bien d’autres. Apprenons-en davantage sur ce que font tous ces métaux et leur application commune.

Métal pour galvanoplastieDescriptionApplications courantes
Nickel (Ni)Nickel est utilisé en raison de ses propriétés de résistance à la corrosion. Il est dur et peut fournir un revêtement protecteur. Vous pouvez l'utiliser pour des objets de décoration et comme sous-couche. Pièces automobiles, ustensiles de cuisine, bijoux et appareils électroniques.
Cuivre (Cu)Cuivre a une excellente conductivité électrique et résistance à la corrosion. Il est également utilisé comme sous-couche pour d’autres métaux ou comme revêtement autonome.Connecteurs électriques, circuits imprimés, appareils de plomberie.
Chrome (Cr)Le chrome possède une résistance exceptionnelle à la corrosion et offre une surface brillante et réfléchissante. Vous pouvez l’utiliser pour des objets décoratifs et pour améliorer la durabilité.Garnitures automobiles, appareils de cuisine, accessoires de salle de bain.
Or (Au)L'étain offre une résistance à la corrosion et est souvent utilisé comme revêtement protecteur ou comme sous-couche pour d'autres métaux.Bijoux, pièces de monnaie, connecteurs haut de gamme et composants électroniques.
Argent (Ag)L'argent est populaire pour la conductivité électrique. Vous pouvez l’utiliser en électronique et pour ses propriétés antibactériennes dans certains procédés médicaux.Contacts électriques, argenterie, miroirs et certains appareils médicaux.
Étain (Sn)L'étain offre une résistance à la corrosion et est souvent utilisé comme revêtement protecteur ou comme sous-couche pour d'autres métaux.Boîtes de conserve, emballages alimentaires, composants électroniques.
Zinc (Zn)Le zinc est connu pour son excellente résistance à la corrosion. Vous pouvez l'utiliser comme couche protectrice (galvanisation) ou comme base pour des revêtements ultérieurs.Acier galvanisé, composants automobiles, quincaillerie.
Plomb (Pb)La galvanoplastie à base de plomb est moins courante en raison de préoccupations environnementales. Historiquement, il était utilisé pour la résistance à la corrosion et la conductivité électrique.Applications historiques ; utilisation limitée en raison de l’impact environnemental.

Avantages désavantages

Presque chaque processus présente ses propres avantages et inconvénients. Voici quelques avantages du processus de galvanoplastie :

Résistance améliorée à la corrosion

Pour commencer, disons que la galvanoplastie est une bonne solution si vous souhaitez fournir une couche protectrice à un métal présentant un risque de corrosion. Grâce à ce processus, vous pouvez améliorer la résistance à la corrosion du substrat. Ceci est plus utile pour les objets exposés à des environnements difficiles.

Durabilité améliorée

Un autre avantage du processus de galvanoplastie est qu’il ajoute de la durabilité au substrat. Il évite l’usure de l’objet. Ceci est idéal pour les objets sur le point de subir des frictions, par exemple les pièces de machines et les connecteurs.   

Amélioration esthétique

Vous savez que vous pouvez également utiliser la galvanoplastie pour des processus décoratifs. Eh bien oui, le résultat fascinant et brillant vous donnera une apparence plus soignée. Cela vous permettra d’avoir un meilleur attrait visuel pour les objets.

Conductivité accrue

Certains métaux comme l’or et l’argenterie sont connus pour leurs excellents pouvoirs de conductivité. Désormais, la galvanoplastie peut améliorer la conductivité des composants et connecteurs électriques. 

Placage sélectif

L’autre avantage du choix de la galvanoplastie est que vous pouvez effectuer un revêtement sélectif. Cela signifie que vous pouvez effectuer un dépôt précis sur des zones spécifiques d'objets. La raison en est qu'il peut être utilisé pour de petites conceptions ou pour des applications nécessitant uniquement certaines propriétés fonctionnelles spécifiques.

Frottement réduit

Si vous voulez que toutes ces frictions disparaissent, choisissez immédiatement la galvanoplastie sans hésiter. La galvanoplastie peut les rendre plus lisses et résistants à l’usure. C’est bénéfique pour les objets comme les engrenages et les roulements.

Compatibilité des matériaux

Vous pouvez appliquer le processus de galvanoplastie à de nombreux matériaux, par exemple les métaux, les plastiques, la céramique, etc., pour les rendre adaptés à diverses fins industrielles et résidentielles.

Personnalisation & contrôle de l'épaisseur

Il est maintenant de votre responsabilité de vérifier l'épaisseur de la couche électrolytique. Vous pouvez avoir la hauteur souhaitée en fonction de l’utilisation de l’objet. Ce contrôle vous permettra de rendre l'objet fonctionnel et esthétiquement attrayant.

Prévention de l'oxydation

Comme nous le savons tous, les changements environnementaux peuvent déclencher une oxydation, mais la galvanoplastie peut vous protéger avec une couche de métal. De cette façon, l’objet n’est pas exposé à l’air et à l’humidité. Ceci est particulièrement précieux pour le fer et l’acier.

Options rentables

Les composants métalliques solides étant plus chers, la galvanoplastie se comporte comme une solution beaucoup moins coûteuse. Vous pouvez le faire uniquement sur des parties spécifiques de l’objet tout en obtenant de meilleurs résultats. 

Passons aux inconvénients et aux risques que vous pouvez avoir en raison du processus de galvanoplastie. 

Préoccupations environnementales

Bien qu’elle présente de nombreux avantages, la galvanoplastie peut nuire à la nature. Il utilise des produits chimiques toxiques et lorsque vous les jetez, vous risquez de contribuer à la pollution de l'environnement. Il serait préférable que vous fassiez davantage d’efforts pour que tout soit respectueux de l’environnement.

Consommation d'énergie

L’ensemble de ce processus est un processus gourmand en énergie. Or, cela est vrai lorsqu’il utilise une densité de courant élevée. Ainsi, une consommation d’énergie élevée entraîne des coûts plus élevés et un impact environnemental plus important.

Imperfection de surface

Il peut être difficile d’obtenir un revêtement parfaitement impeccable ; s'il n'est pas parfait, vous pouvez avoir des creux, des nodules, une épaisseur inégale, etc. Par conséquent, vous avez besoin d'une préparation appropriée et surveillez le revêtement pendant le processus pour éviter tout problème.

Limité aux substrats conducteurs

La galvanoplastie convient aux objets conducteurs, et les objets non conducteurs peuvent ici être confrontés à une limitation. Ils nécessitent un prétraitement, ce qui rend le processus plus complexe. 

Complexité de l'équipement

Vous aurez besoin d'outils spéciaux, comme des redresseurs, des réservoirs, des commandes, etc., pour effectuer ce processus. Cette complexité peut nécessiter un capital initial plus important et nécessiter davantage de votre contribution.

Risques pour la santé et la sécurité

Les produits chimiques que vous utilisez pour ce processus peuvent causer de graves problèmes de santé aux travailleurs. Si vous ne le manipulez pas avec précaution, vous pouvez être exposé à des matières toxiques et des vapeurs peuvent pénétrer dans votre système respiratoire.

Conformité réglementaire

Il serait préférable que vous disposiez d’une réglementation complète concernant l’élimination des déchets et les produits chimiques que vous utilisez. Il serait difficile de travailler avec des produits chimiques nocifs, car les jeter imprudemment par les fenêtres de l’usine peut nuire à l’environnement. C'est pourquoi il faut des règles strictes. 

Limité aux couches minces

Habituellement, les revêtements de galvanoplastie sont minces et l’obtention de couches plus épaisses signifie des heures de travail supplémentaires. Ce processus pourrait donc ne pas convenir aux objets nécessitant un revêtement plus épais.

Utilisations de la galvanoplastie

Utilisations de la galvanoplastie

De nombreuses industries utilisent le procédé de galvanoplastie. Explorons-les un par un.

IndustrieApplication 
ÉlectroniqueUtilisé pour recouvrir les connecteurs, les cartes de circuits imprimés (PCB) et les bornes.
Finition de surface du mouleVous pouvez utiliser la galvanoplastie pour recouvrir les surfaces du moule d’une fine couche de métal. Cela contribuera à améliorer la durabilité, la résistance à la corrosion et les propriétés de démoulage du moule.
Industrie du plastiqueLa galvanoplastie peut rendre les pièces en plastique non conductrices conductrices et leur donner un aspect métallique avec une meilleure conductivité et d'autres propriétés fonctionnelles.
AutomobileChromage des garnitures décoratives et des roues. Placage de zinc ou de nickel pour la résistance à la corrosion des pièces automobiles
BijouxGalvanoplastie d'or, d'argent et d'autres métaux spéciaux. Créer une finition durable et esthétique sur les bijoux
AérospatialRevêtements de nickel et de cadmium pour la résistance à la corrosion. Galvanoplastie sur des composants critiques pour la résistance à l'usure
Équipement médicalGalvanoplastie pour revêtements biocompatibles sur implants. Revêtement d'instruments médicaux pour la résistance à la corrosion
Biens de consommationChromage des appareils électroménagers et des luminaires. Plaquage or ou argent sur objets de décoration et accessoires.
TélécommunicationsGalvanoplastie pour connecteurs, antennes et composants électroniques. Placage étain ou or sur les connecteurs pour une conductivité améliorée
PlomberiePlacage de cuivre ou de nickel pour la résistance à la corrosion des appareils de plomberie. Chromage pour robinetterie et luminaires
Finition du métalFinition générale des métaux pour améliorer les propriétés de surface. Protection contre la corrosion et résistance à l’usure améliorée
Militaire et DéfensePlacage de zinc ou de cadmium pour la résistance à la corrosion du matériel militaire. Galvanoplastie pour composants en électronique militaire
Mode et AccessoiresGalvanoplastie pour finitions décoratives sur accessoires et vêtements. Revêtement des montures de lunettes pour plus de durabilité et d'esthétique
Capteurs environnementauxGalvanoplastie pour composants de capteurs et électrodes. Revêtement pour une conductivité et une résistance à la corrosion améliorées

Pensées d'adieu !

Maintenant que vous savez tout sur le processus de galvanoplastie, il est temps de décider quels produits vous allez recouvrir. Vous pouvez par exemple choisir des bijoux, des objets en céramique ou encore des appareils électriques. 

Quel que soit l’objet que vous choisissez, gardez simplement les limites et les avantages de ce procédé. Si vous êtes toujours confus, Contactez-nous tout de suite et nous vous guiderons tout au long du processus.

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