Color Me Anodized: una mirada cercana a cómo las piezas de la bicicleta de aleación están recubiertas para evitar la corrosión: estas noticias de bicicleta de montaña web

Muchas brocas anodizadas en Amaury Pierrons Commencal.

La anodización es un tema ciertamente nerd para cubrir, con menos sabor que una foto de la brecha de la carretera o una revisión de los últimos centros de blingy. Sin embargo, la bicicleta en esa toma de la brecha de la carretera está cubierta de partes anodizadas, incluidas las bielas, el plato, los pedales, el eje, el cuentagotas, las palancas y pinzas de freno, la dirección, el pedalier, los cubos, el collar de la tija del sillín y casi cualquier otra parte que esté hecha de aluminio. Marcas como Turner y Santa Cruz solían anodizar marcos completos.

Aunque no hubo una edad de aluminio formal para reemplazar la edad de hierro, el aluminio se extendió rápidamente por todo el mundo después de su descubrimiento en 1825, elogiado por su impresionante relación resistencia-peso. El inconveniente es que el metal necesitaba ser tratado contra la corrosión, y la pintura disponible utilizada para recubrir las cosas no se adhería a él. En 1923, el proceso ahora llamado anodización fue descubierto en Japón y rápidamente se extendió por todo el mundo como el estándar para prevenir la corrosión del aluminio. Entrevistamos a los profesionales de la industria Richard Bretherton de Anodize Solutions y Mike Rischitelli de Industry Nine para averiguar cómo funciona el proceso en la actualidad. Sorprendentemente, muy poco ha cambiado.

Una herramienta de suspensión de 4 vías de buen aspecto. Foto: Herramientas para bicicletas Abbey

La mayoría de los fabricantes de componentes con los que hemos hablado optan por subcontratar el proceso de anodizado de sus piezas. Los sistemas completos necesarios para agregar esta capa protectora a las brocas de aluminio cuestan mucho dinero para construir y operar, y el tratamiento de aguas residuales en el otro extremo requiere un científico de planta. Charlamos con Jason Quade de Abbey Bike Tools, quien dejó en claro que el papeleo y la molestia de la anodización no están en su mazo de cartas en este momento. La combinación de colores de la firma Abbey es similar a un British Racing Green, y el color es particularmente inestable. Mientras que algunos tintes durarán varios meses, los suyos comienzan a cambiar de color después de solo unas pocas semanas y deben volver a mezclarse. Por esa y muchas otras razones, Quade utiliza un taller de anodización superior llamado Anodize Solutions en las cercanías de Tualatin, Oregón.

El propietario de Anodize Solutions, Richard Bretherton, ha estado en el negocio durante más de treinta años, salvo un descanso de dos años cuando se fue a trabajar en teléfonos móviles para Apple. Su título académico en química es un recurso útil, aunque aprendió el oficio con un estilo más informal mientras construía su primer laboratorio de anodización para piezas aeroespaciales.

Bretherton frente a algunos bastidores de anodización. Todas las fotos son cortesía de Anodize Solutions a menos que se indique lo contrario.

Según Bretherton, aproximadamente el 99 % de las piezas de aluminio están anodizadas o pintadas, aunque se prefiere la anodización porque aumenta considerablemente la resistencia de la superficie y permite teñir los colores donde se desee. Rischitelli de Industry Nine dice que el anodizado crea un acabado superficial más duradero y más resistente a la abrasión que la pintura o la capa de polvo. También es más barato a gran escala que otros métodos de recubrimiento y significativamente más liviano, lo cual es importante en la industria del ciclismo. Más subjetivamente, dado que el revestimiento anodizado en sí mismo es translúcido, las piezas terminadas tienen una base metálica atractiva, ligeramente reflectante, para el color.

Por otro lado, Rischitelli también mencionó por qué alguien podría no querer hacer este trabajo internamente como lo hace I9. El proceso requiere un costo inicial mucho más alto que otros procesos de recubrimiento. El proceso involucra productos químicos peligrosos como los ácidos sulfúrico y nítrico y el uso ocasional de su archienemigo: el hidróxido de sodio. También es un proceso muy deliberado que no perdona los atajos ni las soluciones alternativas. Mantener la consistencia del color es el problema más común que enfrentan los anodizadores porque la absorción del tinte de color (y el tono y la saturación resultantes) se ve afectada por muchas variables difíciles de evaluar durante el proceso de anodizado.

Una vista completa de la tienda de Anodize Solutions.

Entonces, ¿cuál es el proceso básico de anodización? Bretherton lo resume sucintamente. La anodización es única en el sentido de que, en lugar de un revestimiento o revestimiento superficial, el revestimiento es en realidad parte del material base. Está utilizando ácido diluido y le aplica un voltaje de CC bajo. Generas oxígeno en la superficie del aluminio, y ese oxígeno se une con el aluminio para formar óxido de aluminio. Así que en realidad es parte del material. Otro beneficio de esa unión directa es que la anodización no se agrieta ni se descascarilla a medida que se desgasta la pieza. Se puede rayar y desgastar con el tiempo, pero una abrasión en un punto no se extenderá como lo haría con la pintura o el enchapado. Un ejemplo de esto se puede ver en sus pedales, donde el color está rayado, pero no se pela ni se agrieta.

El color podría ser el elemento de este proceso en el que la mayoría de la gente piensa primero. Ese proceso de anodización inicial es transparente o incoloro, pero la superficie recién endurecida es porosa y puede tomar cualquier color en el que se sumerja. En términos de brillo o textura, todo se soluciona antes de que la pieza llegue a la fábrica de anodizado. Bretherton dice que la anodización reflejará la textura original de la pieza. Por ejemplo, un centro brillante y brillante nos llegará de esa manera. O bien, un marco de Santa Cruz texturizado nos llegará granallado o granallado, utilizando una granalla de acero. El anodizado no tiene propiedades de nivelación en la superficie del material.

En los pasos previos a la anodización, la superficie del componente también se puede cambiar químicamente sumergiéndolo en diferentes soluciones. Por ejemplo, un acabado plano se crea con un grabado ácido, mientras que un acabado de espejo se logra sumergiendo la pieza en otra solución química.

Hay algunos pasos de acabado mecánico involucrados en dar a un componente el acabado de espejo que vemos en los bujes Industry Nine y Chris King, en comparación con una palanca de freno XT más texturizada que tiene algo de agarre. Las piezas se pueden granallar con granalla de acero, vidrio o cerámica para darle el acabado deseado. Según Rischitelli, el acabado texturizado que se ve comúnmente se crea mediante el granallado de la pieza y es popular porque sirve como paso de desbarbado y alisado, así como también como acabado final. Para lograr el aspecto de alto brillo por el que Industry Nine es conocida, las piezas se pulen hasta obtener un acabado de espejo perfecto antes de anodizarlas. Debido a que la capa anodizada crece perpendicular a la superficie del sustrato, el anodizado imita directamente el acabado previo al proceso.

Por supuesto, todo ese pulido, grabado, granallado e interacción química final afecta las tolerancias de diseño de un componente, y los fabricantes tienen que calcular ese cambio en el diseño de su producto. Bretherton dice que la anodización es un proceso que agrega crecimiento al material. Hay dos formas de manejar esto. La primera es que el fabricante puede producir la pieza un poco más pequeña para permitir el crecimiento del material. O bien, podemos eliminar el material químicamente grabando la pieza. Entonces, grabe algunas diezmilésimas de pulgada y luego, usando el proceso, agregaremos eso nuevamente para que la pieza vuelva a la tolerancia deseada.

Tuvimos que preguntar, ¿hay otros materiales que se puedan anodizar? Sorprendentemente, Bretherton tenía una lista bastante larga. Hay bastantes materiales que reaccionarán y producirán una capa de óxido cuando se aplique un voltaje de CC en un ambiente ácido. El principal con el que la gente estaría familiarizada es el titanio.

Desafortunadamente, los otros materiales que se pueden anodizar no aceptan el tinte como lo hace el aluminio, aunque el titanio adquiere una coloración similar al arcoíris cuando se anodiza. El magnesio, como el material del que están hechos los bajos de la horquilla, se disolverá rápidamente en el baño de anodización sulfúrico. Bretherton dijo que sus trabajadores saben de inmediato si alguien les ha enviado accidentalmente una pieza de magnesio porque los químicos reaccionan con un burbujeo vigoroso. La calidad del aluminio también afecta en gran medida el proceso de anodización, y las aleaciones más duras como la 7075 son más difíciles de trabajar.

Si has leído hasta aquí, tenemos un obsequio nerd para ti. Bretherton describió el proceso completo de anodización de principio a fin y dice que es algo que la gente puede hacer en casa de manera segura con un poco de paciencia y cuidado. Comienza la explicación con una comparación con el enchapado. Cuando estás recubriendo cobre, estaño, zinc; la parte que estás enchapando es el cátodo. Está conectado al lado negativo del circuito. Con anodizado, se adjunta al lado positivo del circuito. Por lo tanto año. De ahí la anodización.

Foto: Industria Nueve

Luego, Bretherton pasó a describir la vida útil de un componente en su fábrica. El anodizado no conduce la electricidad, por lo que siempre habrá un pequeño punto en un componente que no esté tratado ni coloreado. El proceso es exactamente el mismo sin importar a quién o qué nos envíen. Primero, tenemos que hacer contacto eléctrico con cada pieza. Por lo tanto, cada pieza debe manipularse al menos dos veces. Uno para ponerlo en un estante y otro para quitarlo. Y procesamos varios millones de piezas al mes. Así que hay mucho trabajo involucrado. Por lo general, el cliente nos dirá una ubicación en la parte que no es visible o una superficie no funcional donde podemos hacer contactos. Solo hay dos metales que podemos usar para hacer ese contacto. Uno es de aluminio. Uno es de titanio. Porque ambos materiales son resistentes a toda la química del proceso.

Entonces, anodizar es realmente tres etapas. Primero tenemos que limpiar la pieza con un limpiador muy suave para eliminar aceites de corte, fluidos y huellas dactilares. Luego, se enjuaga. Luego, normalmente haremos un grabado de algún tipo dependiendo del acabado superficial que requiera el cliente. Después del grabado, tenemos un proceso llamado de-smut. Cuando grabas aluminio, solo grabas el aluminio. Todos los demás elementos que se agregan para dar al aluminio su resistencia [incluidos] el zinc, el cobre o el magnesio se asentarán en la superficie como una fina capa o película. Así que usamos un de-smut, que es un baño a base de ácido nítrico diluido para disolver esa obscenidad. Luego hay un par de pasos de enjuague, y en este punto consideramos que la pieza está limpia y lista para anodizar.

Luego, la pieza se coloca en una solución diluida de ácido sulfúrico. La concentración puede variar de 15 a 20%, y la temperatura variará de 50 a 70F. Esos factores influirán en las propiedades del anodizado. Podemos empujarlo más hacia un proceso cosmético, o en la otra dirección donde las principales propiedades son la dureza. Los recubrimientos cosméticos tienden a ser más suaves y delgados, y los recubrimientos más duros tienden a ser más gruesos y oscuros. Entonces, el cliente realmente tiene que elegir lo que quiere de la pieza. La mayoría de las piezas en la industria de las bicicletas se encuentran en un área intermedia, donde obtienen un buen recubrimiento cosmético, además de un recubrimiento funcional razonablemente duro. Todo el proceso puede durar desde diez minutos para una capa fina hasta una hora para una capa dura muy espesa y pesada.

Después del proceso de anodizado, enjuagamos varias veces. Luego comenzamos la tercera parte del proceso, agregando el color y el sello. Trabajaremos con el cliente para desarrollar un color específico que desee. El negro y el transparente son, con mucho, los más fáciles y la mayor parte de nuestro trabajo, pero a la industria del ciclismo le gustan los colores bastante brillantes. Esa es la parte desafiante; obteniendo colores que combinan una y otra vez. Después del anodizado, la pieza es básicamente incolora, con un ligero tono gris. Es emergido en un tinte, donde el tiempo puede variar de dos a tres minutos para un tono claro a diez o quince minutos para un tono más oscuro. Para el negro, vamos de quince a veinte minutos porque muy pocas personas dicen que quiero un tono más claro de negro. Luego, teñimos a lo que llamamos saturación donde llenamos el poro completamente con tinte.

Después de morir tenemos que sellar la pieza. El poro en este punto está abierto y tenemos que evitar que se salga el tinte. El proceso que utilizamos hincha la parte superior del poro y lo cierra, atrapando el tinte en el poro. Esa es la parte principal del proceso que le da a la pieza su resistencia a la corrosión y estabilidad UV.

Este video muestra un poco del proceso.

De principio a fin, podríamos completar el proceso en 45 minutos. Para una pieza negra más pesada con un acabado grueso y duro, podríamos estar más cerca de las tres horas.

Luego, todo recibe un enjuague final y se empaqueta para devolverlo al cliente.

El otro elemento de esta historia es ¿qué sucede con los miles de galones de productos químicos después de gastarlos? El proceso carece de los problemas de desechos peligrosos que vienen con el cromo y otros revestimientos, pero ¿qué se puede hacer con todo ese ácido? Resulta que los desechos se pueden tratar en el sitio haciendo pasar todos los fluidos a través de una serie de tanques para neutralizar el ácido y ajustar el Ph, dejándolos seguros para desecharlos legalmente en el alcantarillado público. La ciudad monitorea mensualmente los tanques y las aguas residuales para garantizar que el flujo de desechos se encuentre dentro de los límites legales.

Así que ese es el proceso de anodización. La próxima vez que te encuentres con un hueco en la carretera o desees poder recordar que algunas de las partes de tu bicicleta son lo suficientemente fuertes como para aterrizar gracias a esta genial tecnología que no ha cambiado desde 1923.

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