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RÉSUMÉ
Les matières plastiques sont présentes dans de nombreux secteurs d’application tels que l’automobile, le sanitaire ou la parfumerie. Certaines pièces plastiques peuvent être métallisées pour leur conférer une valeur ajoutée. Cet article présente le procédé de métallisation, en particulier la préparation des plastiques par voie chimique. Les différents substrats et paramètres du procédé sont présentés d’un point de vue théorique et applicatif afin d’obtenir une métallisation et une adhérence métal substrat optimale. Par ailleurs, l’évolution de ce procédé pour affronter les nouvelles législations européennes, tels que le REACH, est abordée notamment grâce aux satinages sans chrome.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Sandrine DALBIN : Coordinatrice Recherche & Développement - Coventya Spa, Trévise, Italie
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Nicolas POMMIER : Directeur Technique - Coventya Sas, Clichy, France
INTRODUCTION
Les matières plastiques sont très largement utilisées pour un grand nombre d’applications dont certaines font l'objet d'un traitement de métallisation. Pourquoi métallise-t-on les matières plastiques ? Les raisons sont multiples.
D’un point de vue économique, choisir une matière plastique telle l’ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), plutôt qu'une pièce métallique permet de réduire la masse de l’objet à métalliser, les coûts énergétiques liés aux différentes étapes de transformation, de polissage mécanique, ainsi qu’à son transport. De plus, une pièce en ABS présente un aspect brillant après moulage et requiert par conséquent des épaisseurs moins élevées qu’une pièce en zamak, pour laquelle il faut combler les porosités de surface.
Pour des raisons techniques, les revêtements métalliques assurent une protection aux polymères et leur confèrent de nouvelles propriétés de résistances mécanique, à la corrosion, à la chaleur, aux ultraviolets et aux solvants.
De plus, il est intéressant d’associer les propriétés diélectriques des thermoplastiques et la conductibilité des différentes couches métalliques déposées par voie chimique et/ou électrolytique pour de nombreuses applications telles que les circuits imprimés ou le blindage électrostatique et électromagnétique.
D’un point de vue esthétique, la métallisation des matières plastiques a aussi pour but, dans le secteur de la décoration et de la parfumerie, de donner un aspect final métallique coloré.
L’apparition de la plasturgie, et son fort développement dans la seconde moitié du XXe siècle, est encore trop récente pour détrôner totalement les métaux et la forte image qui s’y rattache. Il est donc nécessaire d’ennoblir les matières plastiques par des dépôts d’or, de chrome, d’argent ou de bronze.
Enfin, la métallisation des matières plastiques vient compléter la grande liberté de forme, de couleur, d’aspect et de poids autorisés par l’utilisation des polymères. Ceux-ci sont toujours de plus en plus recherchés par tous les designers et principalement ceux du secteur automobile.
Le procédé de métallisation par voie chimique est largement utilisé sur certains types de matières plastiques. C’est un procédé composé principalement de deux étapes. La première consiste en différents passages chimiques pour rendre conductif le substrat plastique, la seconde étape est une succession de passages électrolytiques pour conférer différentes propriétés à l’article fini.
Les nouvelles législations européennes, envers la classification de certains produits chimiques, poussent ce secteur d’activité vers une grande innovation technologique.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 2009 par Sandrine DALBIN, Nicolas POMMIER
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7. Métallisation par voie électrolytique
Après dépôt chimique, les pièces sont généralement soumises à un traitement électrolytique dans un bain de pré-cuivrage ou de pré-nickelage. Un temps d’attente trop long entre le bain chimique et le premier bain de la ligne électrolytique, ou une manipulation des pièces, peut entraîner la passivité du dépôt. Ceci doit être absolument évité pour obtenir une bonne adhérence entre le dépôt de nickel chimique et le dépôt électrolytique. Ces bains de pré-cuivrage ou de pré-nickelage ont pour objectif de renforcer l’épaisseur de la couche conductrice en surface du matériau non conducteur. Le dépôt s’initie à faible densité de courant pour éviter toute brûlure au niveau des points de contact. Au bout de quelques minutes, la densité de courant est augmentée afin de créer une épaisseur suffisante de métal qui supportera les densités de courant des bains successifs. Ce dépôt, d'épaisseur de 1 à 2 µm, est ensuite recouvert d’un dépôt électrolytique de cuivre acide de 10 à 40 µm d’épaisseur.
En fonction du secteur d’application (tableau 9) et du cahier des charges, ce dépôt de cuivre sera recouvert de différentes couches métalliques afin de conférer à la pièce finale un aspect décoratif et/ou des propriétés de résistances à l’usure et à la corrosion.
7.1 Dépôts électrolytiques de Cu/Ni/Cr
Les secteurs d’application tels que le sanitaire et l’industrie automobile sont connus pour leurs cahiers des charges contraignants. En effet, les spécifications requises demandent des qualités de dépôt exceptionnelles, avec des résistances aux variations climatiques et la corrosion très élevées. Par conséquent, il est appliqué sur les pièces une succession de couches de cuivre, nickel semi-brillant, nickel brillant, nickel microporeux ou micro fissuré et une couche finale de chrome (figure 16).
Le dépôt de cuivre permet de niveler la surface afin d’avoir un dépôt final le plus brillant possible. De plus, il crée une couche « élastique » qui permet de pallier la différence de coefficient de dilatation substrat plastique/nickel. Cette couche est fondamentale pour...
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Métallisation par voie électrolytique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SHIPLEY (Jr C.) - Method of electroless deposition on a substrate and catalyst solution therefor. - US Patent 3011920 (1959).
-
(2) - OTTAVIO (E.) - Regeneration of chromic acid etching solutions. - US Patent 3650859 (1969).
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(3) - SAUBESTRE (P.) - * - . – 52, 982-1000 (1965).
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(4) - PORTNER (J.C.) - Pre-treatment of plastic materials. - EP Patent 1404746 (2001).
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(5) - MANDICH (G.K.N.V.) - Plating and Surface Finishing. - 68-73 (1993).
-
(6) - PATEL (G.) - Chromic acid free etching of polymers for electroless plating. - US Patent 5160600 (1990).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Standard practice for qualitative adhesion testing of metallic coatings. - ASTM B 571-97 - (1997)
-
Metallic coatings – Electroplated coatings of nickel plus chromium on plastics materials. - UNI ISO 4525 - (2003)
-
Peel Strength of metal Electroplated Plastics. - ASTM B 533-85 - (2004)
SEVESO II : directive 96/82/CE concernant la maîtrise des dangers liés aux accidents majeurs impliquant des substances dangereuses.
Fiches toxicologiques INRS n° 1 – édition 2007 : Le trioxyde chrome, Cahiers de notes documentaires n° 130, 1er trimestre 1988.
Arrêté du 30.06.2006 relatif aux ateliers de traitement de surface (JO du 5 septembre 2006).
HAUT DE PAGE1.1 Constructeur – Fournisseurs – Distributeurs
Appareillage de Pelage a 90° : Société Elis Electronic Instruments & Systems srl.
Couloscope – STEP Test : Société Fischer Instruments
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