Galvanoplastie : fabriquer des bijoux à la maison

La science a toujours aidé l'humanité à inventer quelque chose de nouveau et à faire quelque chose d'extraordinairement beau. Ainsi, en utilisant la méthode de la galvanoplastie, la société moderne essaie aujourd'hui de copier les éléments de la nature : feuilles, fleurs, insectes, coléoptères, et d'en faire de véritables œuvres d'art. Et pourquoi pas : de tels produits seront toujours pertinents et populaires, car l'homme n'a pas encore été capable de proposer de meilleures formes que la nature.

Essayons aujourd'hui de comprendre au moins un peu ce qu'est l'électroformage, quels exemples d'électroformage on peut rencontrer dans la vie de tous les jours, et comment il est utilisé pour créer les bijoux de beauté les plus extraordinaires.

Qu'est-ce que l'électroformage en langage clair ?

Galvanoplastie - technologie pour faire des copies exactes en métal divers objets, par le dépôt de métaux dissemblables sur le modèle. En d'autres termes, nous prenons un objet que nous voulons copier dans les moindres détails. De plus, par influence électrochimique et manipulations hétérogènes, nous déposons une fine couche de métal sur cet objet. Dans l'étape suivante, le modèle est séparé du revêtement. Tout.

L'objectif principal de la méthode d'électroformage est obtenir une copie exacte en métal du modèle, reproduisant la forme exacte d'un objet ou appliquant une fine couche de métal. Vous comprenez très probablement que si vous ramassez une feuille d'un arbre, il est tout simplement impossible de la copier dans les moindres détails par ses méthodes mécaniques. Seule une machine ou un robot super précis est capable de tels exploits. Cependant, tout de même, le cerveau informatisé n'est pas capable de reproduire tous les plis, renflements et les moindres détails.

L'électroformage a reçu un nom si romantique pour la raison que le métal déposé au cours du processus d'électrolyse reproduit "plastiquement exactement" le produit dont l'empreinte était dans la forme.

Le début de cette technologie en Russie et dans le monde est associé au nom de B.S. Jacobi (1801-1874), qui a découvert la méthode de l'électroformage. Jacobi est né en Allemagne - ici, il s'appelait Moritz Hermann. En 1835, il s'installe en Russie.

Dans 1836 était Jacobi B.S.... a inventé une conception originale d'une cellule galvanique cuivre-zinc. 4 octobre 1838 B.S. Jacobi a officiellement annoncé son invention dans une lettre au secrétaire de l'Académie des sciences P.N. Fuss à la ville de Saint-Pétersbourg. Le lendemain, l'invention a été immédiatement signalée lors d'une réunion de l'Académie des sciences. Attachée à la lettre se trouvait une copie électrolytique d'une planche à graver représentant un aigle à deux têtes. Sous l'aigle, il y avait une inscription faite par la femme du scientifique : « Le grand plane et éclipse le grand.

Méthode d'électroformage offre les possibilités de copie les plus illimitées, et, par conséquent, pour la créativité. Cette méthode permet de créer des documentaires précis :

• copies de bas-reliefs;
• armoiries;
• pièces de monnaie;
• médailles;
• plaques commémoratives;
• emblèmes;
• plaques avec inscriptions.

Aussi cette technologie largement utilisé dans la restauration ou créer des objets d'intérieur, des sculptures, des figurines, des lampes, des bougeoirs, des articles ménagers, des souvenirs, etc.

le principe de fonctionnement

Comment ça marche? cette méthode est assez simple. Considérez les processus de couverture et de copie.

Покрытие

Un objet, comme une cuillère, une fourchette, une assiette, une pièce de monnaie, du plastique, de l'émail, une feuille d'arbre, est placé dans la salle de bain avec une solution chimique. De plus, tout ce système est connecté à une source d'alimentation et une réaction électrochimique est déclenchée, dans laquelle le métal de la solution (c'est-à-dire les atomes de métal présents dans le liquide) se dépose à la surface de l'objet. Plus la réaction est maintenue, plus le sédiment obtenu est épais sur le modèle. Ensuite, le processus s'arrête, le modèle est refroidi et lavé à l'eau courante des réactifs. Tout est prêt, l'objet est recouvert d'une couche de métal.

Copie

Si vous n'allez pas enduire un article, mais copier complètement sans l'exposer à aucune influence, alors le chemin est légèrement différent.

• À partir de l'objet ou du produit copié (appelons-le un modèle), tout d'abord, une empreinte est prise des deux côtés sur du métal à bas point de fusion, de la cire, de la pâte à modeler ou du plâtre, comme, par exemple, une empreinte d'une clé est faite pour copier.
• De plus, ces deux demi-copies des impressions sont reliées (collées) ensemble, laissant un trou pour couler un matériau modèle tel que la cire - cette conception s'appelle un moule de coulée.
• Après cela, le métal liquide à bas point de fusion est versé sous cette forme.

Pour la dorure des coupoles de la cathédrale du Christ-Sauveur à Moscou, de la cathédrale Saint-Isaac, de la cathédrale Pierre et Paul et plusieurs autres, un atelier de galvanoplastie avec la participation de B.S. Jacobi a dépensé 45 pouds 32 livres (750,2 kg) d'or.

• Le moule est placé dans un endroit froid pour congeler le maître modèle.
• Pour obtenir le maître-modèle résultant, le moule de coulée est scié en deux moitiés afin de ne pas endommager la copie résultante. Ensuite, il est dégraissé et soumis à placage de cuivre dans un bain électrolytique, c'est-à-dire galvanoplastie... Pour empêcher le métal de se déposer sur les côtés du moule où il n'y a pas d'impression, ils sont recouverts de cire fondue ou de paraffine à l'aide d'un pinceau.
• Après le processus d'électroformage, le métal fusible enfermé dans une gaine de cuivre est fondu dans de l'eau bouillante, formant ainsi une matrice. Ce dernier est rempli de plâtre ou de plomb, et la copie est prête.

Avantages

Faire des copies d'articles par galvanoplastie offre un certain nombre d'avantages :

• lecture de haute qualité;
• la capacité de fabriquer des produits avec une hauteur de relief allant jusqu'à 20 mm;
• la possibilité de finir les produits d'électroformage - donner une couleur donnée et recouvrir de matériaux de protection;
• faible coût par rapport à d'autres technologies - moulage et gaufrage;
• la capacité de fabriquer à la fois des articles uniques et des lots importants ;
• grande vitesse de production d'électroformage et possibilité d'un démarrage rapide de la production;
• moins de poids d'un produit électroformé par rapport à un moulage de métal.

Formation à la galvanoplastie à domicile à partir de zéro

Pour refaire l'expérience à la maison, il faudra bien se préparer, mais nous vous prévenons à l'avance que vous devrez faire face à des produits chimiques toxiques. Par conséquent, soit laissez les expériences aux spécialistes, soit menez vos expériences dans une pièce bien ventilée avec capot puissantpour ne pas s'empoisonner.

équipement

Quel équipement doit être assemblé:

• Comme l' bain galvanique vous pouvez utiliser n'importe quel récipient en verre d'une taille telle que l'objet à recouvrir de métal s'y glisse librement.
• Comme l' source actuelle Vous pouvez utiliser une batterie de voiture ou une alimentation avec une plage de tension de 6 à 12 V.
• Le modèle s'accrochera au conducteur en utilisant fils de cuivre... Le diamètre du fil doit être d'environ 0,8 ... 1 mm.
• Le fil de courant est généralement constitué de tiges de cuivre, qui sont ensuite à leur tour connectés à la source d'alimentation.
• Il est nécessaire de maintenir en permanence une certaine température dans le bain avec le réactif. Pour cela, vous aurez besoin radiateur et refroidisseur... Comme appareil de chauffage, vous pouvez utiliser une chaudière conventionnelle ou une cuisinière électrique. Les experts ne recommandent pas d'utiliser un feu ouvert pour le chauffage, car il est difficile de contrôler le régime de température avec un feu ouvert, vous pouvez surchauffer accidentellement la solution, dont nous n'avons pas du tout besoin. De plus, il existe un risque de gâcher une cuisinière à gaz coûteuse avec une solution toxique. En tant que refroidisseur, vous pouvez abaisser un tuyau souple dans le récipient et le connecter à un robinet avec de l'eau courante.
• thermomètre pour le contrôle de la température dans les 18 °… 25 ° C. Il est conseillé d'utiliser un appareil à alcool, car il mesure la température avec plus de précision que tout autre appareil électrique.
• Pendant la réaction, le liquide devra être constamment agité. Pour cela, il est possible d'utiliser l'habituel aérateur ou circulateur eau pour l'aquarium.
• Respirateur et gants... Tous les réactifs chimiques sont de très mauvais amis avec une personne, par conséquent, il est impératif d'observer les précautions de sécurité afin de vous protéger contre la chimie sur vos mains et votre visage à l'aide d'un équipement de protection.
• Vaisselle... Il est préférable d'acheter un ensemble d'ustensiles chimiques (flacons, tasses, chaudières) au marché ou au bazar. Mais si une telle opportunité ne s'est pas présentée, vous pouvez utiliser n'importe quelle verrerie domestique. Vous aurez également besoin de bouteilles en verre avec un couvercle rodé. Ils sont indispensables pour le stockage des réactifs et des électrolytes.
• Instrument de mesure... Ce dont vous ne pouvez pas vous passer, c'est une balance, puisque vous devrez mesurer les réactifs avec une précision de 1 gramme. Vous aurez également besoin d'un densimètre liquide, d'un voltmètre pour la tension et d'un ampèremètre pour le courant.

Préparer la solution

Suivant préparation de solutions... Si vous souhaitez déposer du cuivre à la surface de la plaque, par exemple pour le placage de feuilles de cuivre, prenez 150-180 g de sulfate de cuivre. Il doit être soigneusement mélangé avec 1 litre d'eau propre (de préférence distillée). De l'acide sulfurique avec une densité de 1,4-1,6 g/cm3 et une masse de 20-25 g est ajouté à cette chimie pour augmenter la conductivité électrique.Pour améliorer la qualité du cuivre précipité, de l'alcool à raison de 8-10 g/l peut être ajouté.

N'oubliez pas que l'électrolyte ne doit pas contenir d'inclusions organiques qui nuisent au fonctionnement de la solution.

Compositions chimiques d'électrolytes pour nickelage, placage d'argent, dorure, etc. diffèrent les uns des autres, mais leur composition contient nécessairement de l'acide, de l'eau et des sulfates ou des nitrates des métaux appliqués.

Calcul de la densité de courant

Revêtement même dense d'un objet avec du métal (cuivre, nickel et autres métaux) obtenu à une certaine valeur actuelle, qui dépend de deux facteurs :

• surface de l'objet;
• densité de courant admissible pour un électrolyte donné.

Produit prochain calcul... Par exemple, un modèle d'objet a une surface totale de 0,5 dm2. La densité de courant admissible dans la réaction doit être de 0,5 A / dm2. Cela signifie que le courant ne doit pas dépasser Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A).

Maintenant, nous collectons le circuit

Nous devons préparer deux électrodes, appelées cathode (électrode à potentiel négatif) et anode (électrode à potentiel positif).

Dans notre schéma la cathode se compose de trois parties:

• le modèle à copier ;
• conducteur en cuivre;
• plomb actuel.

Le modèle est très rigidement fixé à la main sur le conducteur. Cette partie, à son tour, est suspendue à un conducteur de courant, qui est monté horizontalement sur un récipient en verre. De plus, en utilisant des fils ordinaires, le conducteur de courant est connecté au pôle négatif de la source d'alimentation.

Nous collectons anode... Il devrait y avoir deux plaques d'anode. Ils sont généralement constitués de deux plaques de cuivre épaisses, qui sont installées dans le bain à une certaine distance l'une de l'autre, en parallèle. La distance est choisie de telle sorte qu'un modèle suspendu de la cathode soit librement placé entre les plaques anodiques. Cependant, vous pouvez faire l'anode d'une autre manière. Prenez une plaque de cuivre et pliez-la en un cylindre. En même temps, gardez à l'esprit que le volume à l'intérieur du cylindre doit être suffisant pour que la cathode s'y glisse sans problème, avec toutes ses suspensions. Il est important que les objets à revêtir soient face aux anodes avec leurs plus grandes surfaces et soient avec elles dans des plans approximativement parallèles.

Suivant les anodes sont attachées aux conducteurs de courant horizontaux... Ces traverses doivent être munies de bornes pour la commodité et la fiabilité de la connexion. Les fils qui maintiennent l'anode à la barre doivent être au-dessus du niveau d'électrolyte, surtout s'ils sont faits d'un métal différent. Sinon, à cet endroit, le fil s'amincit et brûle.

Les anodes doivent être très soigneusement nettoyées des oxydes, de la saleté et de la graisse, ainsi que des éléments destinés à être recouverts de métal.

Une condition importante pour le succès de cette technologie est la pureté... Si une légère turbidité apparaît dans l'électrolyte ou qu'un précipité se forme, alors la solution doit être filtrée. Pour ce faire, trouvez un récipient vide de taille suffisante. Lavez-la. Sécher. Pendant ce temps, toute la saleté dans la solution va s'asseoir. Avec précaution, sans renverser la salle de bain en verre, versez la solution à travers un tube (comme verser de l'essence d'une voiture) ou une tasse (en utilisant la méthode de la cuillère). Vous ne devez pas ramasser l'épais par le bas. Il vaut mieux s'en débarrasser simplement. Cependant, la solution restante ne doit pas être évacuée dans les égouts. Les plombiers peuvent alors travailler avec des tuyaux, qui se brûleront simplement les mains au contact de vos produits chimiques, et le travail d'une telle solution ne vous remerciera pas.

Schéma de connexion électrique

Vous pouvez trouver le schéma de câblage sur Internet sans aucun problème. Cependant, il y a une règle simple à garder à l'esprit. Pour obtenir un bon dépôt, il est nécessaire que le bon ampérage soit maintenu par unité de surface de la cathode pendant la réaction. Pour réguler le circuit électrique, un rhéostat est utilisé, qui est introduit à travers les fils jusqu'au bain. Et pour connaître la tension aux bornes des électrodes, un voltmètre est installé.

Vous pouvez voir des exemples de produits de galvanoplastie dans les églises, les musées, les expositions. Ce sont des icônes, des emblèmes, des plaques avec des inscriptions.

terminer

N'oubliez pas qu'un article retiré de la baignoire, peu importe à quel point il a été prépoli, a un fini mat. Pour le faire briller, il est poli à la craie la plus fine (poudre dentifrice) à l'aide d'un chiffon ou d'un cercle caoutchouté.

Métallisation d'objets non métalliques : coléoptères

Pour couvrir divers insectes, papillons, coléoptères et autres objets de métal, ils doivent être préparés de manière appropriée. Insectes tremper dans une solution à 1,5% de chlorure mercurique (chlorure de mercure II, composé incolore cristallin hydrosoluble très toxique). Ensuite, ils sont séchés, recouverts d'un vernis spécial ou d'une fine couche de cire. Ensuite, toute la surface doit être rendue conductrice, sinon le métal ne reposera pas. Pour cela, le scarabée est enduit d'un gruau liquide de graphite dilué avec de l'alcool ou de la vodka avec un pinceau. Après séchage, l'excès de graphite est éliminé.

Après cela, l'insecte suspendu à plusieurs fils de cuivre fins d'un diamètre de 0,1-0,2 mm et placé dans un bain de galvanoplastie. Pour éliminer la flottabilité de l'électrolyte, un papillon ou un insecte est attaché avec de la paraffine à un poids. Il peut s'agir de verre ou d'un morceau de plastique. Ce processus prend généralement plusieurs heures. L'épaisseur du revêtement peut varier de 0,1 à 2 mm, selon le temps d'exposition.

Est-il possible de fabriquer des bijoux en utilisant la méthode de la galvanoplastie à la maison ?

Il n'y a qu'une seule réponse à cette question : oui, vous pouvez tout faire, mais vous devrez bien « vous forcer ». Il y a plusieurs raisons à cela:

• En principe, tout ce dont vous avez besoin pour les expériences peut être acheté aujourd'hui dans les bureaux de vente de réactifs chimiques. Mais il y a un "mais". En Russie, le processus d'acquisition de la chimie est récemment devenu une tâche très difficile. L'acheteur de réactifs est tenu de présenter une procuration, une sorte d'extrait d'un document de permis que, disent-ils, cette personne peut exercer l'activité concernée, le paiement est généralement autre qu'en espèces et d'autres difficultés. Pour résoudre ce problème, vous pouvez emprunter un moyen plus simple et contacter les magasins de la maison, les marchés, les stations-service ou les camarades.
• En plus des réactifs, il est nécessaire d'acheter équipement normal... Vous ne pouvez pas faire avec une canette ordinaire. Au minimum, vous aurez besoin d'un aquarium propre et bien fait. Sinon, le réactif sera sur la table, les pieds, le sol, dans la mesure du possible. Et ce n'est pas tout à fait sans danger pour la santé.
• Vous trouverez un grand nombre de descriptions d'algorithmes d'électroformage sur Internet et dans des livres, cependant les erreurs et le manque d'expérience n'ont pas été annulés... Avant de mettre en place la production, vous devrez passer plus d'une heure à conjurer pour comprendre : quel courant est-il préférable de choisir, comment nettoyer correctement la surface des produits de la saleté, comment faire correctement des formes, etc.
• Souviens-toi d'un Conseil: si vous allez utiliser des métaux argentés ou recouvrir d'or des objets en argent, il est préférable de perfectionner vos compétences sur le cuivre ou le nickel ordinaire. N'allez pas directement vers les métaux chers. Vous jetez juste de l'argent dans les égouts, et rien ne fonctionne vraiment.

Master class pour la fabrication de bijoux en utilisant la technique de la galvanoplastie à la maison

Le plus souvent, on s'intéresse à la technique de la galvanoplastie du point de vue de la fabrication de bijoux divers, aussi bien bijouterie que joaillerie. Voyons cela avec un exemple simple, comment à la maison vous pouvez faire un ornement de feuilles.

• Pour commencer, il est nécessaire de retirer les empreintes de feuilles fraîches, pour lesquelles une composition de cire est versée dans un moule en papier épais, puis elles la laissent refroidir presque jusqu'à durcissement complet, mais de manière à ce que sa surface soit élastique . Ensuite, les feuilles sont placées sur la surface de la cire et pressées avec du verre. Lorsque le verre est retiré, une impression claire est laissée sur la composition de cire.
• Une fois la cire complètement durcie, un revêtement conducteur doit être préparé. L'empreinte est soigneusement graphitée avec une brosse douce pour créer une couche électriquement conductrice. La couche conductrice peut être appliquée en réduisant certains métaux (argent, cuivre, nickel) ou par des moyens mécaniques : frotter une forme de graphite floconneux dans la surface avec une brosse à poils doux ou enduire de vernis graphite.
• Ensuite, vous devez mesurer les feuilles afin de déterminer la surface de la surface déposée, calculer la densité de courant et la résistance du rhéostat.
• Après cela, si la salle de bain a déjà été utilisée au moins une fois, il est nécessaire de préparer les cordons de courant. Ils sont soigneusement nettoyés avec du papier de verre de divers oxydes, saletés, essuyés avec un chiffon et lavés à l'eau courante.
• N'oubliez pas de préparer l'anode.
• Le processus de chauffage du bain est démarré à l'aide d'un appareil de chauffage ou d'une chaudière.
• De plus, après avoir installé les conducteurs sur le coffrage, la charge (cathode) est suspendue et descendue dans le bain galvanique.
• Le processus de réaction démarre.
• Après avoir appliqué une couche suffisante de métal en surface, l'appareil est éteint.
• La beauté est sortie du bain, déconnectée des conducteurs, lavée à l'eau distillée pure et polie.

Donc, vous êtes probablement confus en lisant cet article. C'est clair pour les affaires. Afin de reproduire l'intégralité de cet algorithme, une quantité suffisante de connaissances provenant de nombreuses branches de la science et de la technologie est requise. Ici, vous ne pouvez pas vous passer de préparation. Cependant, tout vient avec l'expérience, les grands scientifiques ne naissent pas, mais le deviennent, surmontant d'énormes tas de livres, visitant de nombreux laboratoires, subissant des tentatives et des échecs. Par conséquent, si vous voulez expérimenter ou simplement jouer avec le grand chimiste, ne vous laissez pas intimider par des mots intelligents et une longue liste d'œuvres, mais agissez, et bientôt le résultat apparaîtra à l'horizon.