Forge et
Coutellerie
par Gérard HEUTTE
|
|
Gravure Electrochimique
|
En dehors du poinçon (marquage mécanique, à froid ou à chaud),
la signature d'une lame peut se faire par une méthode
électrochimique. C'est en fait une forme d'électrolyse locale...
C'est propre et rapide. Le marquage peut être réalisé une fois la lame
presque terminée.
Voici quelques indications pour la réalisation d'une unité de marquage et son
utilisation. Les éléments nécessaires se trouvent facilement dans les
magasins d'électronique. Le prix de revient est de l'ordre de 60 euros (principalement
le transformateur et le boîtier). Sinon, avec de la récupération et quelques
concessions techniques, le prix peut être réduit fortement...
Principe
Voici le principe :
Un Stencil est posé sur la lame à marquer. Ce Stencil comporte une zone
poreuse (la marque) et une zone étanche (l'épargne). Il se comporte
exactement comme un pochoir. La lame est reliée à une des bornes d'un
générateur électrique. La seconde borne est reliée à
un tampon (éponge) imbibé d'électrolyte. Le tampon est appliqué
sur le stencil. Le courant électrique circule alors à travers la zone
poreuse du stencil. Avec un courant continu, le métal de la lame est enlevé.
Le métal est progressivement creusé. Avec un courant alternatif, le
métal est alternativement enlevé et redéposé sous forme
oxydée, noircissant la surface de la marque.
Note : Même si l'électrolyte se répand, seul le métal sous la
zone poreuse sera attaqué. En effet, le courant choisit toujours le chemin le plus
facile (i.e. le moins résistif et comme ici le plus court)...
Stencil
Il existe plusieurs technologies pour la réalisation des stencils :
> Stencils à usage unique : Peu appropriés car très fragiles et supportent
mal les gravures profondes...
> Stencils polyester : Ces stencils sont des films dont la partie correspondant au logo est poreuse.
Ils sont utilisables avec tous types de logo.
Ils sont résistants et utilisables pour ne nombreuses gravures. Ils se salissent à
cause des résidus de gravure. Il faut les nettoyer doucement à l'eau.
> Stencils plastique : Ce sont de vrais pochoirs. Ils sont très résistants. Ils
ne permettent pas tous les types de logo, à cause des découpes nécéssaires...
|
Stencil plastique
|
Stencil polyester
|
Mes stencils sont réalisés par la société
Framark à partir d'un fichier (type JPEG).
La taille standard pour les stencils polyester est 60x220, ce qui permet d'y placer 6 logos de taille
raisonnable.
Schéma d'une unité de gravure
électrochimique
Une unité de gravure électrochimique n'est finalement qu'une alimentation
permettant d'avoir des tensions continues ou alternatives.
Voilà un schéma :
> Un interrupteur permet de choisir entre le continu et l'alternatif.
> Le pont de diode pourra être fabriqué avec 4 diodes du genre 1N4007.
> Le condensateur C sert à lisser la tension redressée. Sa valeur n'est pas
très importante. Un condensateur électrochimique entre 100 et 1000
μF (micro-farads) pourra convenir.
> La résistance R ne sert qu'a décharger le condensateur lors des commutations de tension.
La valeur n'est pas critique. 1KΩ fera l'affaire.
En option, voici également un schéma pour un voyant à placer à la
sortie après le fusible. Il accepte les tensions continues et alternatives entre 6V et
20V. Grâce à ce montage (régulateur de tension), La LED éclaire
de façon constante.
Nomenclature :
Pont de diode (quelconque)
R = 1500Ω
Cette résistance se calcule comme suit R=(Vrégul-Vled)/Iled
D = LED faible courant (point de fonctionnement typique : 2V et 2mA)
C1 = C2 = Condensateur électrochimique 100 ou 220 μF - 25V
IC1 = 7805 ou 78L05 (Régulateur de tension positif 5V)
Les points A et B sont connectés sur la sortie après le fusible. Ce voyant est
allumé si la tension de sortie est disponible. Il sera éteint si le fusible de sortie
est hors service.
Réalisation d'une unité de gravure
électrochimique
Attention, la réalisation d'un tel équipement n'est pas sans danger et requiert
des compétences en électricité et/ou
électronique. Dans le doute, mieux vaut s'abstenir !
La réalisation ne pose aucune difficulté majeure. Il suffit de fixer les
éléments dans un boîtier approprié et de les relier conformément
au schéma de principe. Les composants électroniques sont fixés sur une
plaquette d'expérimentation.
Le redresseur pourra être réalisé avec un pont de 4 diodes
robustes (Mini 3A).
Prévoir également deux cordons (un rouge et un noir) en fil très souple,
munis de pinces à ressort (pince crocodile) à une extrémité, pour
se relier à la lame et au tampon.
Vue de l'intérieur et du câblage.
|
|
Vue de la face avant.
|
Electrolyte
L'électrolyte peut être acheté auprès de sociétés
spécialisées.
Plus simplement, l'eau salée peut être utilisée comme électrolyte.
Une cuillière à café arasée de sel dissous dans 50ml d'eau est une
base qui donne de bons résultats !
Tampon
Il existe moult façons sophistiquées de réaliser un tampon. Cependant,
la méthode la plus simple consiste à fixer l'extrémité d'un
coton-tige au bout d'une pince crocodile, en veillant à un bon
contact électrique entre la pince et le coton qui sera trempée
régulièrement dans l'electrolyte...
Quand le coton-tige devient sale (dépôt de particules de métal
enlevées par l'électrolyse), il suffit de le changer.
Pour des raisons pratiques, je coupe les coton-tiges en deux. C'est plus facile à
manipuler...
En général, je consomme trois ou quatre coton-tiges pour une gravure de logo.
A l'usage, la pince crocodile du moins a tendance à s'oxyder et se corroder fortement.
Ceci gêne le contact électrique. Le plus simple est de la nettoyer avec une lime.
Après de nombreuses gravures, il faut la changer !
Mode d'emploi
Maintenant que tout est prêt, voici le mode opératoire :
(1) Fixer le stencil sur la lame avec de l'adhésif d'électricien. Il n'est pas
nécessaire de faire le tour du stencil, mais le stencil ne doit pas bouger pendant
la gravure (sinon, la marque obtenue sera floue).
(2) Fixer la pince du "plus" sur la lame (attention aux rayures).
(3) Fixer un coton-tige au bout de la pince de masse. La partie métallique de la pince
doit être fixée sur le coton, pour être en contact avec l'électrolyte.
(4) Régler l'appareil sur DC.
(5) Tremper l'extrémité du coton-tige dans l'électrolyte.
(6) Appliquer le tampon sur le stencil en le bougeant sur toute la surface du logo. Il faudra
veiller à une application homogène sur toute la surface de la marque. Si le
coton-tige est trop sale, le changer.
(7) Répéter les étapes (5) et (6) jusqu'à l'obtention d'une gravure
assez profonde. En général, je change le coton-tige 4 ou 5 fois et cette opération
dure 3 à 4 minutes.
(8) Commuter l'appareil sur AC.
(9) Tremper l'extrémité du coton-tige dans l'électrolyte.
(10) Appliquer le tampon sur le stencil en le bougeant sur toute la surface du logo. Il faudra veiller à
une application homogène sur toute la surface de la marque. Si le coton-tige est trop sale, le changer.
(11) Répéter les étapes (9) et (10) jusqu'à l'obtention d'une marque bien
noire. En général, je change le coton-tige 2 ou 3 fois et cette opération
dure environ 2 minutes.
(12) Décoller le stencil et nettoyer la lame. La zone autour de la marque est en général
marquée. Un ponçage fin (grain 400+) solutionne généralement le problème.
Résultats
Voilà ce que donne une gravure discrète (faible profondeur et sans application de tension
alternative). La marque fait 4.5mm de hauteur. La lame est mate (passage au perchlorure de fer).
|
|
Voilà une gravure plus marquée (profondeur normale et avec application de tension
alternative). La marque fait un peu moins de 3mm de hauteur. La lame est polie avec un abrasif de grain 500.
|
Expérimentations
Pour faire de la gravure électrochimique, plusieurs facteurs peuvent être ajustés :
> Tension : Sur cet appareil 6V, 9V ou 12V.
> Composition de l'électrolyte. Pour ce point, je manque de données de référence.
Pour l'instant, j'utilise de l'eau salée. La concentration doit influer sur le processus. D'autres
électrolytes sont peut-être utilisables...
Et sans stencil ?
Le stencil est l'idéal, mais on peut faire sans.
Solution 1 : Le vernis à ongles
Recouvrir la lame d'une fine couche uniforme de vernis. Dessiner ce qu'il faut graver avec une aiguille en
grattant le vernis. Puis graver. Nettoyer au solvant.
Solution 2 : La cire d'abeille
Mettre un petit morceau de cire d'abeille sur la lame. Chauffer légèrement par le dessous avec un briquet.
Sous l'effet de la chaleur la cire s'étale en une fine couche. Laisser refroidir. Dessiner ce qu'il faut graver
avec une aiguille ou un cure-dent. Si le dessin est raté, rechauffer au briquet pour reformer la couche de cire...
Puis graver. Attention, il faut graver à faible tension (6 ou 9V de préférence) et par
petites sessions à cause de la chaleur dégagée par la gravure et qui pourrait endommager
le dessin en faisant fondre la cire. Nettoyer à l'eau très chaude.
| | |