Leçon 11.2RevêtirChapitre 11 · Revêtements et finition de surface

Thermolaquage

Une poudre sèche chargée colle à la pièce, puis fond au four

Le thermolaquage pulvérise une poudre sèche colorée sur du métal et la cuit en une peau dure et lisse. De nombreux cadres de vélos, chaises de jardin et lave-linge sont finis ainsi. Il donne un revêtement plus épais et plus résistant que la peinture liquide, et n'utilise aucun solvant.

Photo : Hardcoreraveman, Public domain, via Wikimedia Commons

Thermolaquage · pulvérisation électrostatique en cabine, puis cuisson au fourLes numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous. En cabine la poudre est encore faite de grains libres ; au four elle fusionne en un film continu.

Comment ça marche

Nettoyer et prétraiter. Les pièces sont suspendues à des crochets sur un convoyeur aérien et passent dans des cuves de lavage ou des jets. Une couche de conversion (une fine couche de phosphate ou de zirconium faite dans un bain chimique) aide la poudre à adhérer et ralentit la rouille. Les pièces sont ensuite séchées.
Fluidiser et pomper la poudre. La poudre est de la résine, du pigment et du durcisseur finement broyés, à peu près aussi fins que de la farine. De l'air soufflé vers le haut dans la trémie la fait couler comme un liquide, et une pompe l'envoie par un tuyau au pistolet.
Charger la poudre. Une électrode à l'extrémité du pistolet fonctionne sous haute tension, typiquement des dizaines de kilovolts. Elle charge l'air autour d'elle, et les grains de poudre prennent une charge négative en passant.
Pulvériser sur la pièce reliée à la terre. La pièce est mise à la terre (reliée électriquement à la terre) par son crochet, donc elle attire les grains chargés. Ils suivent les lignes de champ électrique, même autour des arêtes jusqu'à l'arrière (effet d'enveloppement), et collent comme un ballon frotté colle à un mur.
Récupérer le surplus de poudre. Les grains qui manquent leur cible sont aspirés dans une unité de récupération (un cyclone et des filtres) et renvoyés à la trémie. Avec la récupération, souvent 90 % ou plus de la poudre finit sur les pièces.
Cuire au four. À environ 160–200 °C pendant 10–20 minutes, les grains fondent, s'écoulent ensemble et se réticulent (forment des liaisons chimiques permanentes, comme une colle époxy qui prend). La pièce sort du four, refroidit et peut être manipulée.

La plupart des poudres sont thermodurcissables (des plastiques qui durcissent définitivement à la chaleur) : époxy pour l'intérieur, polyester pour l'extérieur car il résiste au soleil. Les poudres thermoplastiques, comme le nylon, fondent simplement puis se solidifient à nouveau. On les applique souvent en plongeant une pièce chaude dans un lit fluidisé de poudre.

Chiffres clés

Matériaux: Poudres époxy, polyester, hybrides, polyuréthane ou nylon ; appliquées surtout sur l'acier et l'aluminium, car la pièce doit conduire l'électricité et résister au four
Pièces typiques: Cadres de vélos, mobilier de jardin, panneaux d'électroménager, jantes de voitures, étagères, cadres de fenêtres
Taille de pièce: De petits supports à des pièces de plusieurs mètres de long ; le four fixe la limite
Précision: Film typiquement de 50–100 µm d'épaisseur et moins régulier que la peinture liquide ; les couches de moins d'environ 40 µm sont difficiles à appliquer
État de surface: Brillant, satiné ou mat, plus des effets texturés et métallisés ; une légère peau d'orange est courante
Taille de série adaptée: De quelques pièces dans un atelier de sous-traitance à des lignes à convoyeur qui tournent toute la journée
Coût d'outillage et de machine: Un pistolet de loisir et un petit four coûtent des centaines de dollars ; une ligne automatisée avec prétraitement et four, environ de centaines de milliers à des millions
Vitesse: La pulvérisation prend de quelques secondes à quelques minutes par pièce, la cuisson environ 10–20 minutes ; les lignes à convoyeur déplacent les pièces en continu

Atouts et limites

Atouts

Un revêtement épais et résistant aux chocs en une seule passe
Pas de solvants et presque aucune émission de COV (composés organiques volatils)
L'excès de poudre peut être récupéré et réutilisé
Enveloppe les arêtes et recouvre aussi l'arrière des pièces

Limites

Il faut un four : les pièces sensibles à la chaleur, comme la plupart des plastiques et le bois, sont difficiles à revêtir
Les couches fines sont difficiles à appliquer et ont tendance à présenter une peau d'orange
Les changements de couleur sont longs, car il faut nettoyer la cabine et les pistolets
Le fond des angles rentrants se revêt mal (effet de cage de Faraday : le champ électrique n'y pénètre pas)

Où on l'utilise

AutomobileJantes, pièces de châssis, ressorts, supports
ÉlectroménagerPanneaux de lave-linge et de réfrigérateur, cuves de four, paniers de lave-vaisselle
ArchitectureChâssis de fenêtres en aluminium, panneaux de façade, rambardes, clôtures
MobilierChaises et tables de jardin, bureaux, étagères métalliques
Sports et loisirsCadres de vélo, appareils de musculation, jeux pour enfants
ÉlectriqueArmoires électriques, luminaires, carters de transformateurs

Comment le reconnaître

Une couche épaisse et régulière aux bords doucement arrondis ; les angles ne sont jamais vifs comme une lame.
Une légère texture de peau d'orange, ou une texture fine volontaire sur le mobilier d'extérieur et les machines.
Un petit point nu ou mince à l'endroit où la pièce était suspendue à son crochet.
Très difficile à écailler ; quand il cède, il se décolle plutôt en plaques qu'en éclats.

À comparer avec

La peinture au pistolet11.1la peinture liquide sèche à température ambiante ou à basse chaleur et convient aux plastiques et au bois, mais elle exige des solvants et donne des couches plus minces.Galvanisation à chaud11.4plonge l'acier dans du zinc fondu pour le protéger de la rouille ; on applique souvent de la poudre par-dessus pour la couleur (système « duplex »).Projection thermique11.10projette aussi de la poudre, mais la fait fondre dans une flamme ou un plasma en chemin pour former des revêtements métalliques ou céramiques.

À regarder

Xometry · Le principe : poudre chargée, pièce à la masse, cuisson au four

AkzoNobel Powder Coatings · De quoi la poudre est faite, comment on l'applique et on la cuit

Testrite OEM & Testrite Aluminum · Une vraie ligne à convoyeur : prétraitement, cabine de poudrage et four

Coating Equipment Technology, Inc · Gros plan sur un pistolet manuel : la poudre enveloppe une pièce

Voir de vraies photos

Wikipédia : Powder coating — photos de poudrage électrostatique et de pièces revêtues
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

Le thermolaquage est une peinture sans solvant : une poudre sèche chargée adhère à une pièce mise à la masse, puis fond en un film dans un four.
Il donne un revêtement épais et résistant en une passe, et la poudre non utilisée peut être réemployée.
La pièce doit conduire l'électricité et supporter environ 200 °C : il est donc surtout destiné au métal.