Comment chromer les plastiques

Dans le monde de l'impression 3D, il est de plus en plus nécessaire d'augmenter les possibilités de fabrication de tous les types de pièces et de finitions, afin de contribuer à l'évolution du secteur. Dans ce cas, il s'agit du chromage de pièces réalisées avec une imprimante 3D FDM.

L’apparition de nouveaux matériaux, tels que le PC-ABS a révolutionné l’impression 3D FDM, non seulement parce que c’est un matériau qui présente des propriétés mécaniques élevées et une résistance élevée aux environnements adverses, mais aussi parce qu’il est l’un des plastiques les plus utilisés en matière d'obtenir un excellent chrome de surface. Le chromage des pièces en plastique est utilisé pour fabriquer des pièces décoratives ou non fonctionnelles, qui présentent une finition identique à celle d'un métal chromé mais beaucoup plus légère et moins chère.

Image 1: Pièce imprimée  en Polymaker PC-ABS. Source: Polymaker

Les plastiques étant des matériaux électriques non conducteurs, il est nécessaire de les soumettre à une série d'opérations de toxicité élevée et de contrôles difficiles afin de pouvoir capter les couches de métal faisant partie du chromage. Afin d'obtenir une finition idéale, uniforme et brillante, il est nécessaire d'appliquer des couches de nickel sur la pièce en plastique pour la brillance et un composant qui assure l'adhérence du cuivre.

Une fois le traitement préalable au chrome effectué, l'étape suivante consiste à éliminer tous les types de salissures pouvant se trouver à la surface de la pièce avec des solvants organiques (éthanol), ce qui élimine également les oxydes possibles. Cette étape est effectuée dans des laveuses à ultrasons pendant 5 à 20 minutes pour s'assurer que toutes les zones de la pièce sont totalement exemptes de débris. La pièce étant parfaitement propre, elle est placée dans un récipient contenant une solution d’acide chromique (20 - 30 %) à une température de 80 °C. Le contact de l'ABS ou du PC-ABS avec cette solution provoque la réaction de l'un des composants de ces matériaux, ce qui entraîne la formation de micropores sur toute la surface de la pièce, microporesité nécessaire pour que les produits des étapes suivantes adhèrent. La pièce est à nouveau lavée, mais cette fois avec de l'eau distillée, puis elle est immergée dans une solution à 1 % de palladium à une température de 70 °C, puis séchée à l'aide de soufflantes à air chaud pour obtenir une pièce conductrice de l'électricité.

L'étape suivante consiste à attacher la pièce à un conducteur en cuivre (cathode), à travers lequel le courant passe et immerge l'ensemble dans un bain de cuivre à une température de 70 °C. En introduisant le plastique activé (conducteur d’électricité) avec du palladium, il quitte la surface microporeuse pour permettre au cuivre de pénétrer, produisant une fine couche de cuivre. Une fois que le cuivre est obtenu à la surface, il est épaissi avec un bain électrolytique classique pour augmenter la résistance de l'état de surface. La couche de chrome est produite sur la deuxième couche de cuivre par électrodéposition dans un bain d'acide chromique. Ainsi, outre le chromage, le nickel, l'argent, le bronzage, etc., on obtient des pièces avec une imprimante 3D FDM et des filaments contenant de l'ABS (ABS ou PC-ABS).

Image 2: Pièce en PC-ABS chromée. Source: Metal Products Factory

Dans le cas où vous avez besoin d'obtenir un effet chromé sur d’autres types de plastiques autres que l’ABS ou le PC-ABS, ou sur ceux-ci, mais de manière plus économique, optez pour un spray. Avec une spray de chrome, une finition similaire au processus expliqué ci-dessus peut être obtenue, mais avec moins de brillance et une très faible résistance aux égratignures et aux chocs.

Pour obtenir le meilleur résultat de surface possible, l'utilisateur doit préparer la surface de la pièce jusqu'à obtenir une finition uniforme et lisse, car au contraire, le chromage laisse voir toutes les imperfections possibles de la pièce.

L'équipe de Filament2print recommande aux utilisateurs souhaitant métalliser (chrome, nickel, argent, etc.) leurs pièces imprimées en 3D de contacter une société spécialisée dans le chromage de pièces en plastique, car il s'agit d'un processus complexe, et avec un certain danger.