L’anodizzazione

di Daniel Naftali

I componenti anodizzati hanno sempre attirato l’attenzione di noi bikers, sempre attenti a migliorare l’estetica dei nostri mezzi. Colori sgargianti, toni accesi, finiture metallizzate: cosa possiamo chiedere di meglio per rendere unica la nostra bicicletta?

…ma come nasce un componente anodizzato? In cosa consiste questo trattamento? Ha dei vantaggi rispetto ad altri trattamenti di finitura, oltre il fattore estetico? Lo scopriremo nell’articolo di oggi!

L’anodizzazione

L’anodizzazione è un trattamento superficiale di finitura che consiste nella formazione di un sottile strato di ossido sulla superficie del materiale. Lo strato di ossido, ottenuto tramite un processo elettrochimico irreversibile, consente di migliorare le caratteristiche meccaniche superficiali del materiale ed evitarne la corrosione.

Il grigio antracite è il colore caratteristico della lega 7075 (ergal) anodizzata. Altri colori, come il rosso della ghiera di chiusura, si ottengono con l’aggiunta di pigmenti.

Spesso si associa l’anodizzazione a colori accesi, quali il rosso, il viola, l’oro, ecc. In realtà lo strato di ossido che si forma ha un colore grigiastro piuttosto anonimo. Gli effetti cromatici che ci piacciono tanto sono in realtà ottenuti con l’aggiunta di pigmenti organici o tramite l’elettrocolorazione. Essendo infatti lo strato di ossido molto poroso, questi pigmenti possono aderire all’alluminio con estrema facilità, assicurando risultati estetici di sicuro effetto, impossibili da raggiungere con altri trattamenti.

Oltre a permettere la colorazione dell’alluminio, il trattamento di anodizzazione serve ad aumentare la resistenza alla corrosione, la durezza superficiale, migliorare la lubrificazione (per questo i trattamenti di anodizzazione vengono utilizzati anche sugli steli delle sospensioni) e migliorare l’adesione. Il tutto è sempre merito della porosità dello strato di ossido superficiale.

A seconda dello spessore dello strato trattato, esistono due tipi di anodizzazione:

– L’anodizzazione sottile: prevede uno strato di ossido di spessore da 1.8 μm a 25 μm ed è solitamente un trattamento di protezione superficiale e di finitura estetica.
– L’anodizzazione dura: prevede uno strato più spesso di ossido, compreso tra 13 e 150 μm. L’anodizzazione dura è in grado di conferire migliori proprietà meccaniche al materiale, come la resistenza all’usura, alla corrosione e la capacità di trattenere lubrificanti e rivestimenti di PTFE (Teflon). Proprio per quest’ultima caratteristica, l’anodizzazione dura è largamente utilizzata per il trattamento superficiale degli steli di forcelle, ammortizzatori e reggisella telescopici.

Lo spessore dello strato di ossido dipende da diversi fattori quali tempo di trattamento, intensità della corrente che opportunamente bilanciati consentono di ottenere risultati diversi.

Risulta evidente che il processo di anodizzazione dura è più complesso da un punto di vista realizzativo e quindi più costoso, anche perché richiede più tempo. Non essendo necessario per tutte le applicazioni, il suo utilizzo è limitato ad alcuni componenti specifici.

Il trattamento Kashima Coat è ottenuto tramite un procedimento di anodizzazione dura.

Come avviene il processo di anodizzazione?

Il procedimento di anodizzazione è un procedimento galvanico. Il componente viene immerso in una vasca contenente una soluzione elletrolitica (solitamente acido solforico al 20%) e viene collegato ad un generatore di corrente. Il componente diventa quindi l’anodo, da cui nasce il nome “anodizzazione”.

Vediamo un piccolo schema:

Il procedimento si può sintetizzare così. Quando una corrente elettrica è fatta circolare attraverso una cella elettrolitica nella quale l’alluminio funge da anodo, gli anioni migrano verso l’anodo, al quale cedono le cariche elettriche che trasportano, e si depositano su di esso. In soluzione acquosa gli anioni sono costituiti in gran parte da ossigeno, il quale si combina con l’alluminio formando appunto uno strato di ossido di alluminio superficiale.

Naturalmente prima dell’immersione nella cella elettrolitica, il componente dev’essere preparato. Le fasi del procedimento di anodizzazione sono le seguenti:

1) Pulizia: L’anodizzazione richiede un alto grado di pulizia della superficie da trattare, poiché residui di oli o grassi di lavorazione, ma anche solo impronte digitali lasciate sull’oggetto diminuiscono l’efficacia della soluzione elettrolitica e producono superfici irregolari. Il componente, ancora grezzo, viene quindi pulito più volte, sia utilizzando vapore, sia utilizzando prodotti sgrassanti. Come ultima cosa il prodotto viene sottoposto ad una pulizia finale in soluzione alcalina. Quest’ultima fase è molto importante per rimuovere eventuali film impuri di ossidi che si possono depositare durante le lavorazioni precedenti.

Processo di pulitura e sgrassaggio automatizzato.

2) Ancoraggio: il componente viene ancorato a dei supporti, solitamente realizzati nello stesso materiale del componente da trattare ed opportunamente protetti da vernici polimeriche isolanti (altrimenti si anodizzerebbero anche loro), che hanno il compito di tenere saldamente il componente all’interno della cella elettrolitica e di condurre la corrente elettrica. Il punto di ancoraggio è da studiare con cura, il quanto la superficie a contatto con il supporto, non subisce il trattamento. Per l’ancoraggio vengono spesso usate viti in titanio.

3) Anodizzazione: la fase in cui il prodotto viene immerso nella soluzione elettrolitica e si ha il processo vero e proprio di anodizzazione. Nel procedimento in acido solforico, il più utilizzato, il tempo di trattamento va da 10 a 60 minuti, ad una temperatura prossima a quella ambiente (18-25°). Nel caso di anodizzazione dura invece i tempi di trattamento si allungano sensibilmente. Si arriva alle 3-4 ore e la corrente che circola è molto più alta. Anche la vasca è refrigerata, in modo da tenere la soluzione elettrolitica ad una temperatura prossima a quella di congelamento. Viene da sé che il costo di questo trattamento è più elevato…

Vasche per l’anodizzazione

4) Elettrocolorazione, sigillazione ed altri trattamenti: I pezzi tolti da un bagno di anodizzazione offrono la superficie estremamente delicata e pronta a “captare” qualsiasi sostanza vi si avvicini. Questo avviene perché la superficie possiede infiniti pori aperti (si intende con pori aperti una serie di “canali” comunicanti con l’esterno che penetrano la superficie dell’alluminio) sensibilissimi all’assorbimento. E’ quindi ovvio che una superficie di questo tipo, dopo un lavaggio a freddo, si trova nelle condizioni ideali per essere colorata da particolari sostanze coloranti, capaci di formare delle lacche con l’alluminio, legandosi in modo assai forte.
Subito dopo l’anodizzaizione, se invece il componente non viene colorato, oppure dopo il trattamento di colorazione, si provvede a sigillare i pori con appositi trattamenti sigillanti, come l’immersione in acqua ad elevata temperetura.
Se il componente è soggetto a scorrimento, come nel caso degli steli delle sospensione, invece del trattamento di sigillatura si utilizzano trattamenti di rivestimento a base polimerica. Questi trattamenti generano un film di polimero (spesso Teflon) che, saldamente fissato ai pori dell’ossido, consente di migliorare la scorrevolezza del componente garantendo una lubrificazione costante.

Vantaggi dell’anodizzazione

I vantaggi di questo procedimento sono molteplici ed è uno dei motivi per cui viene largamente utilizzato e molto apprezzato da diversi produttori. Non si tratta insomma solo di una questione estetica…

Rispetto ad altri trattamenti di finitura, come la verniciatura, l’anodizzazione offre una più elevata resistenza meccanica e durezza superficiale. Questo significa che il componente sarà meno soggetto a graffi ed abrasioni e che in caso di urto non si avrà il distacco di parti di vernice. La colorazione dei componenti anodizzati infatti penetra profondamente nei pori dell’ossido, fissandosi in maniera molto tenace. Per rimuovere la colorazione bisogna asportare l’ossido.

In componenti fortemente esposti, come possono essere i cerchi, sempre a contatto con pietre e sassi di ogni dimensione, il trattamento di anodizzazione può essere un’ottima scelta per evitare un rapido deterioramento del trattamento superficiale.

L’anodizzazione pesa meno di una verniciatura. La vernice, oltre ad aumentare lo spessore del componente e creare possibili problemi di accoppiamento, ha un peso supplementare che non è trascurabile. Su un telaio finito si arriva a superare abbondantemente il centinaio di grammi (anche di più a seconda del tipo di verniciatura). Il trattamento di anodizzazione invece non pesa, essendo un’alterazione elettrochimica della superficie del materiale esistente. Questo consente di risparmiare peso senza intervenire sulla geometria del componente.

L’anodizzazione comporta un incremento di spessore inferiore rispetto alla verniciatura. Questo consente una maggiore precisione nella realizzazione dei componenti ed ottimizza l’accoppiamento di parti diverse. Un classico esempio sono i manubri verniciati, su cui spesso l’installazione dei manettini o dei collarini freno può essere difficoltosa a causa dell’eccessivo diametro dovuto ad una verniciatura più spessa del previsto. Sui manubri anodizzati l’accoppiamento è invece sempre ottimale e preciso, a patto che il componente sia lavorato con precisione.

Il trattamento di anodizzazione consente di mantenere pressoché inalterato lo spessore del componente, consentendo un preciso abbinamento con gli altri componenti.

I trattamenti di anodizzazione consentono l’applicazione di film polimerici (a base di Teflon ad esempio) sulla superficie del componente. Questo è possibile grazie alla natura porosa dell’ossido di alluminio. Questa tecnologia consente di ridurre al minimo l’attrito da strisciamento, consentendo di incrementare le prestazioni di ogni tipo di forcella, ammortizzatore posteriore o reggisella telescopico.

Con questo è tutto. Non avremo approfondito tutti gli argomenti relativi ai procedimenti di anodizzazione, ma non era certo l’obiettivo di quest’articolo. Se ad ogni modo volete aggiungere qualcosa o volete approfondire qualche aspetto, fatevi avanti: il forum è a vostra disposizione!