Eloxieren




Durch das Eloxieren von Aluminium wird eine Oxidschicht auf dem Material erzeugt, wodurch die Oberfläche robuster wird. Zudem kann bei diesem Verfahren ein Farbstoff in die Materialoberfläche eingearbeitet werden. Letzteres war der Hauptgrund, warum ich mich am Eloxieren mal versucht hab.

Folgende Bilder und Text sollen keine vollständige oder richtige Anleitung zum Eloxieren sein, sondern vielmehr meine Vorgehensweise schildern und Anregungen geben. Mein Vorgehen hab ich im CTDO-Wiki etwas detaillierter verschriftlicht: wiki.ctdo.de/projekte/eloxieren

Was so benötigt wird:
Optional aber von Vorteil:


Es empfiehlt sich, insbesondere wenn das Werkstück gefärbt werden soll, einen Test mit Material gleicher Legierung zu machen. In diesem Fall wird es ein Teststreifen, bei dem ich verschiedene Färbzeiten ausprobiere, um anschließend den richtigen Farbton zu erwischen.


Zuerst muss das Aluminiumteil gründlich gereinigt werden. Insbesondere Kratzer werden nach dem Eloxieren deutlicher sichtbar. Bei dem Teststreifen ist mir das erstmal egal.
Daher wird mit einem Schwamm, Seife und Wasser das Fett und sonstiger grober Schmutz entfernt. Nach dem Abspühlen unter fließendem Wasser ist es empfehlenswert die folgende Chemie zu schonen, indem das Werkstück mit destilliertem Wasser abgesprüht wird. Um die Oberfläche wirklich fettfrei zu bekommen hilft ein Bad in Aceton. Nach ein paar Sekunden kann das Alustück wieder entnommen und mit destilliertem Wasser abgesprüht werden.
Das Aceton schütte ich in eine entsprechend gekennzeichnete Flasche zur Wiederverwendung zurück.
Beim Besprühen mit dest. Wasser sollte sich das Wasser einheitlich auf der Oberfläche verteilen und keine Tropfen bilden, nur dann ist sie wirklich fettfrei.


Ein sehr wichtiger Schritt ist die Befestigung des Werkstücks im Eloxierbad. Die elektrische Verbindung zum Aluminium- oder besser Titandraht muss sichergestellt sein, einfaches Aufhängen und baumeln lassen gilt nicht.
Meist biege ich den Aluminiumdraht (um genau zu sein Aluminium Schweißzusatz) und drücke ihn in ein Loch im Werkstück, sodass er fest klemmt. Bei Teilen, wie z.B. einer Scheibe baue ich eine Aufhängung wie im rechten Bild zu sehen.


Das Abbeizen in 10%iger Natronlauge nimmt etwas Material ab, danach ist die Oberfläche aber garantiert sauber. Auch kann hier die Oxidschicht eines bereits eloxierten Werkstücks entfernt werden. Das Abbeizen ist bei uneloxiertem Aluminium nicht zwingend nötig.
Bei diesem Schritt und auch beim Ansetzen der Natronlauge ist es wichtig Handschuhe und eine Schutzbrille zu tragen. Das Zeug ist halt nicht so geil. Auch sollte das Natriumhydroxid beim Ansetzen der Lauge vorsichtig und langsam dem Wasser hinzugegeben werden. Das Wasser erhitzt sich dabei und kann im schlimmsten Fall spritzen.

Also, Werkstück rein und wenige Minuten (hier 2 Minuten) drin lassen und vorsichtig bewegen. Anschließend am Draht herausnehmen und unter fließendem Wasser gut abspühlen. Danach das kalkhaltige Kranwasser mit destilliertem Wasser wegsprühen.


Dann gehts ins Eloxierbad, welches aus ca. 20% Schwefelsäure besteht. Die knapp 40%ige "Akkumulatorensäure" hab ich dazu 1+1 mit dest. Wasser gemischt.
Der Behälter für die Schwefelsäure sollte aus PP oder PE bestehen. Zur Aufbewahrung verwende ich eine große Braunglasflasche.
Das Titanblech bildet hier die Kathode und wird mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden. Es kann hier auch Bleiblech verwendet werden. Aluminium ist auch möglich, jedoch ist es nicht sehr beständig. Auf keinen Fall sollte Stahl mit der Säre in Berührung kommen, da es sonst korrodiert. Daher ist die Schraube und der Draht, der das Titanblech mit dem aussen liegenden Kabel verbindet ebenfalls aus Titan. Gekauft hab ich das Titanblech und die Schrauben übrigens bei electronic-thingks.de.
Eine Dritte Hand hällt den Aludraht vom Werkstück fest und stellt gleichzeitig den Kontakt zum Pluspol her.

Nun wird die Strombegrenzung des Netzteils auf 15mA pro cm^2 eingestellt. Die Oberfläche des Streifens beträgt etwa 30cm^2; 30cm^2 * 15mA / 1cm^2 = 450mA. Die Spannung stellt sich dann entsprechend ein. Hier lag sie bei maximal 12V, also 20V einstellen und gut ist.
Gelegendlich sollte das Bad oder das Werkstück etwas bewegt werden, um mögliche Blasen von der Oberfläche loszulösen.
Wie im Bild zu erkennen steht der durchsichtige Behälter mit der Schwefelsäre in einer Wanne. Das Eloxierbad sollte 20°C nicht überschreiten, da die Raumtemperatur bei 24°C lag musste ich mit Wasser und Eiswürfeln nachhelfen. Bei Werkstücken mit einer größeren Oberfläche wird der Strom entsprechend groß sein und somit das Bad ebenfalls erwärmen.
Die Eloxierdauer beträgt 60 Minuten. Kann jedoch verkürzt oder verlängert werden, wenn der Strom proportional dazu angepasst wird, z.B. wenn das Netzteil nicht genügend Strom liefern kann oder sich das Bad zu stark erhitzen würde.
Anschließend wird das Werkstück mit destilliertem Wasser abgespült.


Jetzt gehts ans Färben, was optional ist aber halt einfach mal geil aussieht.
Die hier verwendete Farbe ist rote Eloxalfarbe von electronic-thingks, welche ich mit 2g/L angemischt habe.
Bei 40-60°C (hier 50°C) wird das Werkstück in die Farbe getaucht und gelegendlich etwas bewegt. Da dieses Teil ein Teststreifen wird hab ich ihn nach 8, dann 4, dann 2 Minuten jeweils ein paar Centimeter abgesenkt und zuletzt nach einer Minute herausgenommen. Dadurch ergeben sich vier Bereiche mit 15, 7, 3 und 1 Minute Gesamtfärbzeit.
Danach kurz abspühlen.


Zuletzt wird das Teil in 90° bis 100°C kochendem destillierten Wasser für eine Stunde verdichtet. Der Topf sollte mit einem Deckel oder etwas Alufolie abgedeckt werden, damit das Wasser nicht zu schnell flüchten geht.


Und dann ist es fertig. Insgesamt dauert das ganze Vorgehen so 3 Stunden, aber es lohnt sich.
An diesem Teststreifen kann ich nun den Farbton sehr gut an den des Bobby Cars anpassen. Von links nach rechts waren es 1, 3, 7 und 15 Minuten. Ich denke 10 Minuten Färbzeit kommen gut hin.


Und nun the real Deal. Diesmal in Kurzform:


Gründlich Waschen mit Seife. Danach in Aceton.


2 Minuten Natronlauge. Handschuhe und Eye Protection !!111!einself!


Eloxierbad. Rohr mit 15mm Aussen und 12mm Innendurchmesser und 14.5cm Länge ergibt eine Oberfläche von etwa 123cm^2.
123cm^2 * 15mA / 1cm^2 = 1843,965mA = 1,8A
Wir bemerken, dass Bad erwärmt sich auf 22°C -> Moar Eiswürfel!


Wie zuvor ermittelt 10 Minuten Farbbad bei 50°C. Diesmal in einem länglichen Gefäß. Sieht schon geil aus.
Abwaschen und in kochendes dest. Wasser für ne Stunde.


Und fertig. Jetzt kann ich das Alurohr, was über der Lenkstange war durch ein farblich ansprechendes ersetzen.