Tribofinition ou polissage au tonneau

LE POLISSAGE AU TONNEAU OU « TRIBOFINITION »
Les tonneaux vibrants et rotatifs permettent de réaliser de multiples opérations de polissage, nettoyage, décapage, désoxydation, sablage, satinage, ébavurage.…

La tribofinition est utilise pour le traitement mécanisé de surfaces, comme le polissage et ébavurage a l’aide de médias abrasifs (céramique, porcelaine, plastique, métaux) et additifs chimiques. C’est un procédé de polissage mécano-chimique permettant d’ébavurer et polir presque toutes les matières. Il permet de réduire le coût et le temps de finition des pièces

Les pièces à polir sont mélangées à des médias abrasifs dans les bols ou cuves des tonneaux.
Les vibrations et/ou rotations générées par les tonneaux produisent une abrasion à la surface et sur les arêtes des pièces. Ainsi les surfaces des pièces travaillées deviennent lisses et brillantes.

Il existe un très large choix de média abrasif (Carbo, plastique, céramique, porcelaine, bois, coques de noix…) de formes variées.
Ils permettent d’obtenir différentes finitions en fonction de la matière de départ, du média abrasif et adjuvant utilisé, de sa taille et du temps de polissage.

Qu’ils soient destinés à des opérations d’ébavurage ou de polissage, les médias abrasifs sont caractérisés par :
- Une base ou liant : minérale pour la, polyester pour les plastiques, ou métallique
- Une charge abrasive : oxyde d’Aluminium, oxyde de Silicium, carbure de Silicium, carbure de Bore, nitrure de Bore, diamant….
- Leur forme et dimensions définies selon les pièces à traiter (cylindre coupe droite ou biaise, triangle, ellipse, cone, pyramide, tristar, bille, paraboloide, étoile, wedge…)

Ce procédé est très couramment utilisé dans le domaine de la fabrication de pièces mécaniques de précision, polissage des impressions 3D, de l’horlogerie, polissage des pierres, bijouterie, douilles…


MEDIAS ABRASIFS ET ADJUVANTS POUVANT ETRE UTILISES DANS LES TONNEAUX VIBRANTS OU ROTATIFS

1/ Abrasifs plastiques
Abrasifs utilisés pour traiter les états de surface spécialement étudiés pour l’utilisation en tonneaux vibrants. Les abrasifs en plastique sont largement utilisés dans le travail de pièces métalliques et permettent de préparer les pièces avant traitement (plaquage, finition anodisée ou décoration). Les abrasifs sont disponibles en différentes formes et couleurs (vert, blanc, marron) en fonction du type de finition à obtenir.

Utilisation à sec, avec un mélange de 70% d’abrasifs pour 30% de pièces à polir. Réutilisable.

• Conique - Cette forme assure une bonne finition sur la plupart des surfaces courbées et plates avec des pièces de profils simples ou complexes.
• Parabolique - C’est une évolution de la forme conique. La forme elliptique permet d’avoir une masse abrasive compacte dans le tonneau vibrant. La grande largeur de ces formes permet une excellente finition de surfaces. Idéal pour les robinets en laiton et les raccords de plomberie.
• Pyramidales et Nœud papillon - Les abrasifs de forme pyramidale et nœud papillon sont des formes angulaires à arêtes vives qui offrent une plus grande agressivité. Le pouvoir de coupe de ces deux formes d’abrasifs est élevé et permet un ébavurage et une finition des pièces plus rapide donne d’excellents résultats pour la pour la finition des pièces métalliques

2/ Billes de porcelaine
Des billes de porcelaine rondes sont utilisées pour obtenir une finition brillante sans devoir utiliser de grenaille métallique. Leurs formes rondes permettent un point unique de contact avec la pièce et assurent une finition très poussée de toute la surface des pièces. Les billes de porcelaine ne laissent aucunes traces sur les pièces et sont plus légères que la grenaille métallique. C’est donc l’abrasif idéal pour le traitement des pièces fragiles ou précieuses. Il est possible de mélanger plusieurs tailles de billes pour optimiser l’action du tonneau vibrant.
Utilisation à sec, avec un mélange de 70% d’abrasifs pour 30% de pièces à polir. Réutilisable

3/ Céramique
La céramique est l’abrasif le plus lourd et le média de finition le plus rapide. Il est constitué de matériaux de très hautes qualités. Les abrasifs en céramique sont les plus résistants et polyvalents. Idéaux pour la finition de pièces usinées ou forgées. Le degré de finition obtenu est moindre que pour les autres médias.
Utilisation à sec, avec un mélange de 70% d’abrasifs pour 30% de pièces à polir.

4/ Céramilite
La céramilite est un abrasif léger et peu polluant. Ce média permet une action plus rapide que les abrasifs plastiques, une finition plus poussée que celle obtenue avec la céramique et plus brillante que celle obtenue avec le plastique. C’est donc un compromis idéal pour la finition de tout type de pièces métalliques. Utilisation à sec, avec un mélange de 70% d’abrasifs pour 30% de pièces à polir. Réutilisable

5/ Vibra-Dry
Le Vibra-Dry permet de tailler et de polir des pierres, corail, verre et métal à sec sans addition d’eau, d’additifs, d’ oxyde de polissage… Cette méthode offre un bon rapport gain de temps/résultats. Les mélanges Vibra-Dry sont formulés pour les étapes de pré-polissage et polissage finales des pierres et des métaux. La suite des grains à utiliser dépend de la matière première choisie. Utilisation à sec dans tonneaux vibrants. Réutilisable

6/ Billes, aiguilles, satellite ou mélange en acier inox
Des billes, aiguilles ou satellites en acier inox, utilisés pour la dernière étape de polissage des bijoux. Un très large choix de forme existe à utiliser selon la forme des pièces à polir. Utilisation avec eau ou liquide brillanteur dans tonneau vibrant ou rotatif. Réutilisable

7/ Carbo et oxydes de polissage ( Aluminium, Etain, Oxyde de cérium… )
Abrasifs en poudre de carbure de silicium avec des grains 60 à 90, 220, 400, 800 ou 1200 et une sélection d’oxydes de polissage. Ce procédé est habituellement utilisé pour la mise en forme et polissage des pierres avec une dureté de 5 à 7. Les gros grains arrondissent ou préforment les pièces qui sont ensuite prépolies et polies par les grains suivants. La durée de mise en œuvre varie énormément selon la dureté en densité des pièces à polir. Utilisation avec de l’eau. Les abrasifs et oxydes de polissage ne sont pas réutilisables

8/ Oxydes de polissages
Utilisés pour le polissage des pièces dures, seuls ou avec des adjuvants.
Les oxydes à utiliser peuvent varier selon les matières à polir.
Par exemple Oxyde d’alumine pour les agates, jaspes, Oxyde de cérium pour le verre…
Utilisation avec de l’eau. Les abrasifs et oxydes de polissage ne sont pas réutilisables

9/ Aditifs de polissage, Brou de noix, Bois, Billes plastiques…
Adjuvants aidant au polissage ou servant d’adjuvant de remplissage afin d’éviter les chocs entre les pièces à polir.
Utilisation à sec ou avec de l’eau, réutilisables ou pas selon l’application

10/ Oxyde d’alumine et billes de verres
De l’oxyde d’aluminium rose ou blanc en grain 25, 50 125 ou 250 microns. Grains aux arêtes vives ayant une très grande dureté et une très grande résistance. Grande capacité de recyclage. Adapté au traitement de surface au décapage avant peinture, élimination de rouille ou la création de rugosité pour un dépôt ultérieur (colle, peinture, revêtement).
Utilisé habituellement pour le sablage mais utilisation en tonneau possible. Réutilisable

11/ Microbilles de verre
Billes de verre adaptées aux travaux de nettoyage, de finition et d’ébavurage. La microbille de verre permet de créer de nombreux états de surface allant du mat profond au satiné fin et d’éliminer les petites irrégularités d’aspect
Utilisée habituellement pour le sablage mais utilisation en tonneau possible. Réutilisable

UTILISATION SELON MATIERE ET TONNEAU

POLISSAGE DES PIERRES
Les pierres d'une dureté entre 5 et 7 se polissent très bien au tonneau. Les tonneaux à polir doivent être chargés avec les pierres, l'abrasif et l'eau en fonction de leur volume. Pour obtenir un travail convenable, ils doivent être chargés au moins de moitié, et pas plus des 3/4. Avec des pierres rugueuses ou à bords tranchants, les remplir aux 3/4, de sorte qu'en fin de polissage, lorsque les pierres seront lisses, il reste au moins la moitié du tonneau.

Chargement des tonneaux
Remplir le tonneau en respectant les règles de chargement des pierres. Durant le travail, les pierres vont réduire de 15 à 20 %. Si le tonneau n'est pas assez plein, l'effet de cascade sera supprimé après un certain temps, de même s'il est trop chargé, il n'y aura pas assez d'espace pour permettre cet effet.
Rajouter de l'eau jusqu'à ce que le niveau arrive au sommet des pierres et la quantité nécessaire de poudre d'abrasif. Fermer le tonneau et le placer sur l'embase de la machine.

Première étape : grain 80 – FACONNAGE –
Laisser tourner la machine pendant 24 heures puis ouvre le doucement afin de libérer le peu de gaz qui s'est créé. Ce gaz est généré par les matières organiques enveloppant les pierres.
L'eau et l'abrasif doivent former un mélange sombre, grisâtre et crémeux (le "liant").
Si l'ensemble semble pâteux ou très épais, rajouter un peu d'eau.
Cette première étape est la plus importante et elle peut durer de 7 à 10 jours. Elle fournit l'essentiel du façonnage et doit supprimer toutes les surfaces rugueuses et les arêtes vives des pierres. Lorsque toutes les surfaces sont bien arrondies, les pierres sont prêtes pour passer à l'étape suivante.

Nettoyer ensuite à fond le tonneau et les pierres, afin d'enlever toutes traces du "liant".

NE PAS JETER le liant dans les canalisation - Cela crée INEVITABLEMENT des bouchons.

Seconde étape : grain 220/400 – LISSAGE –
Trier les pierres et remplissez le tonneau au 3/4 vous pouvez augmenter le volume en ajoutant des pierres d'un autre tonneau. Rajouter de la poudre abrasive grain 220 selon le tableau précédent, et de lui , puis refermer le tonneau, et le mettre à tourner
Après 2 à 3 jours contrôler les pierres, il doit alors y avoir un début de lissage sur les surfaces.
Après environ 7 jours, les pierres doivent avoir sur toutes leurs surfaces un lissage mate.

Troisième étape : grain 800 – PREPOLISSAGE –
Placer les pierres dans le tonneau et ajouter la poudre abrasive et l'eau. Refermer le tonneau et faire tourner pendant environ une semaine.

Quatrième étape : Oxyde d’alumine – POLISSAGE –
Placer les pierres dans le tonneau et ajouter de l'oxyde d'alumine et de l'eau et remettre les tonneaux à tourner. Après 5 et 7 jours, contrôler les pierres. Elles doivent avoir le même aspect, sèches ou mouillées.

Polissage des pierres a l’aide des tonneaux vibrant avec du Vibra-Dry

Les mélanges Vibra-Dry vous permettent de tailler et polir le métal et les pierres à sec sans addition d’eau, d’additifs, d’ oxyde de polissage. A la fin du processus il suffit de retirer les objets et de les rincer à l'eau. Le mélange Vibra-Dry est ensuite prêt pour être utilisé de nouveau. Les mélanges Vibra-Dry sont adaptées pour les étapes de pré-polissage et polissage finales des pierres et des métaux. Ils ont été conçus pour une utilisation dans des tonneaux vibrants, et ne sont pas recommandés pour les tonneaux rotatifs.

La plupart des matières précieuses ou fragiles tels que l'ambre, perles, opales, etc peuvent être polis en utilisant simplement une série de mélanges de Vibra-dry. La suite des grains à utiliser dépend de la matière première utilisé. Pour un bijoutier souhaitant polir des bijoux finis, aux pierres, cabochons pré-formés, nous conseillons d’utiliser une suite de 2 grains Vibra-dry : 25.000 puis 50.000 Vibra-Dry. Pour des pièces métalliques fortement rainurées, il est conseillé de commencer le traitement par une suite de grains plus gros.

Tableau d’aide à la sélection des grains en fonction de la dureté de la pierre

Matière tendre, avec une dureté 2 à 4 sur l’échelle de Mohs (Corail, Ambre, Nacre….) :
Suite des poudres Vibra-Dry grain 600, 3000, 25.000 et 50.000

Matière avec une dureté 4 à 5 sur l’échelle de Mohs (Larmes d’apache, Verre….) :
Suite des poudres Vibra-Dry grain, 3000, 25.000 et 50.000

Matière avec une dureté 5 à 6 sur l’échelle de Mohs (Jade, Opale, Turquoise….) :
Suite des poudres Vibra-Dry grain 3000, 14.000, 25.000 et 50.000

Matière dure, avec une dureté 7 à 8 sur l’échelle de Mohs (Agate, topaze, … ) :
Suite des poudres Vibra-Dry grain 14.000, 25.000 et 50.000

Métal et finitions d’autre pierres :
Suite des poudres Vibra-Dry grain 25.000 et 50.000

POLISSAGE DE BIJOUX A L’AIDE D’UN TONNEAU ROTATIF
C’est peut être le plus compliqué, car les très variables selon la forme, type de métal ....

Le polissage des bijoux au tonneau demande d’expérimenter, on obtient rarement un très bon résultat dès le premier essai. une utilisation standard serais :
Première étape : Pour dégrossir et enlever les grosses stries, passer les bijoux au tonneau avec des grains en céramiques: + de la poudre de pierre ponce + de l’eau pendant environ 4 heures en surveillant régulièrement.
Seconde étape : Réaliser un passage dans de la brou de noix pendant environ 10 heures
Troisième étape Réaliser un passage avec billes acier + eau pendant environ 6 heures.

POLISSAGE DE L'ARGENT OU DU LATION A L’AIDE D’UN VIBRANT
Selon l'état de surface de départ, les 2 premières étapes restent identiques
Première étape : Pour dégrossir et enlever les grosses stries, passer les bijoux au tonneau avec des grains en céramiques: + de la poudre de pierre ponce + de l’eau pendant environ 4 heures en surveillant régulièrement.

Seconde étape : Réaliser un passage dans de la brou de noix pendant environ 10 heures

Troisième étape Réaliser un passage avec billes acier + liquide brillanteur argent/laiton pendant environ 6 heures.
Ces matières ont tendance a noircir les billes et bijoux. Il est conseillé d'utiliser un liquide brillanteur spécifiquement adapté pour l'argent et le laiton
Si nécessaire nettoyer les billes ou bijoux a l'aide du produit de nettoyage/dégraissage adapté

POLISSAGE DE BIJOUX A L’AIDE D’UN VIBRANT
Pour un bijoutier souhaitant polir des bijoux finis, aux pierres, cabochons pré-formés, nous conseillons d’utiliser une suite de 2 grains Vibra-dry : 25.000 puis 50.000 Vibra-Dry dans un tonneau vibrant
Pour des pièces métalliques fortement rainurées, il est conseillé de commencer le traitement par une suite de grains plus gros.

REPOLISSAGE DE BIJOUX
Pour cette opération nous conseillons l’utilisation de brou de noix chargé en oxyde de polissage (référence G13B). La brou de noix, perd de son efficacité lors de son utilisation. Pour y remédier et recharge la brou de noix en oxyde de polissage, ajouter un peu de la pâte de polissage P6 de chez OTEC. Cette dernière étant épaisse, aura tendance de faire des pâtés. Pour éviter cela, faire chauffer légèrement la pâte par exemple au bain-marie.

RE-POLISSAGE DES DOUILLES
Selon les retours qui nous ont été transmit cela fonctionne merveilleusement bien avec les tonneaux a polir rotatifs de notre site.

Il faut tenir compte du fait que le tonneau doit être rempli a environ 2/3 pour laisser un vide suffisant autorisant un bon brassage des douilles immergés dans l'eau avec des pins inox

Pour un tonneau de 1Kg il est conseillé d’utiliser environ 250g de pins inox pour douilles mesurant 0.473 x 0.2553 soit environ 1.19 x 6.48mm notre référence Pinsac, avec environ une demi cuillère a café rase d'acide citrique monohydraté, notre référence ACIDCIT et un peu de liquide vaisselle

Première étape : Remplir le tonneau avec 100 étuis 38 Spl (préalablement désamorcés) qui occupent environ les 2/3 du volume utile. ATTENTION penser a désamorcer les douilles avant le polissage
Seconde étape Ajouter ensuite de l'eau (de préférence chaude) jusqu’a recouvrir juste les étuis, soit environ un demi litre pour un tonneau de 1 kg + environ une demi cuillère a café rase d'acide citrique monohydraté et un peu de liquide vaisselle ATTENTION ne mettez pas trop de produit, cela fonctionne moins bien, une petite quantité est suffisante
Troisième étape : Refermer le tonneau et placer le sur la machine et laisser tourner rentre 2 a 4 heures selon l’état des douilles. Pour des étuis qui sont restés des années encrassées et sans nettoyage approfondi, il est souvent nécessaire de laisser tourner plus longtemps la première fois, genre 6 ou 8 heures

POLISSAGE DES PLEXIGLASS OU MATIERES PLASTIQUES
Première étape : Dégrossissage avec de la pâte de poncage LT7122

La pâte de dégrossissage LT7122 est fortement abrasive. Elle convient pour le premier ponçage de pièces qui présentent des défauts importants. La pâte de dégrossissage LT7122 s’utilise en enrobage sur bûchettes de nylon ou bois.

Notre kit pour tonneau de 2kg référence PLEXI1, avec 320g de buchettes bois et 600g de buchettes nylon, vous permettant de réaliser les 3 propositions de mélange et 50g de pâte de ponçage LT7122

Préparation des bûchettes neuves
Remplir le compartiment du tonneau jusqu’au niveau de son axe avec
100% bûchettes nylon, ou 50% nylon + 50% bois ou 100% bois, selon les pièces à poncer.

Premier cycle (pour 400g de buchettes)
Ajouter environ 30g de pâte LT7122 (selon le media choisis), remuer à la main et tourner 2 heures.
Ajouter 15 g de pâte LT712 et tourner ½ heure.
Ajouter les pièces à poncer et tourner 6 à 24 heures suivant l’état initial de la surface de la pièce.
Nettoyer les pièces en ultra-son.

Cycles suivants (pour chaque nouveau cycle de ponçage)
Ajouter 10 g de pâte LT7122 et tourner 10 minutes.
Ajouter les pièces à poncer et tourner 6 à 24 heures.

Seconde étape – Ponçage avec la pâte de ponçage LT2896

La pâte de ponçage 2896 C800 est moyennement abrasive. Elle convient pour le ponçage des pièces qui nécessitent une abrasion douce, ou en second passage. La pâte 2896 C800 s’utilise en enrobage sur bûchettes de bois de nylon ou mieux sur mélange bois-nylon.

Notre kit référence PLEXI2 pour tonneau de 2kg, avec 400g de buchettes, mélange nylon/bois et 50g de pâte de ponçage LT2896

Préparation des bûchettes neuves
Remplir le compartiment du tonneau jusqu’au niveau de son axe avec des bûchettes 2/3 de losange nylon et 1/3 de losange bois.
Pour 0.4 Kg de buchettes ajouter 10 g de pâte LT2896 et tourner 2 heures.
Ajouter 10 g de pâte 2896 C800 et tourner 2 heures.

Premier cycle (pour 0.4 kg de buchettes)
Ajouter les pièces à poncer, exemptes de toutes traces de pâte à polir.
Tourner 6 à 36 heures selon l’état initial de la surface et de la nature des pièces à poncer.
Nettoyer les pièces à l’ultra-son.

Cycles suivants (pour chaque nouveau cycle de ponçage)
Ajouter pour 0.4 Kg de buchettes 3g de pâte LT2896 et tourner 10 minutes.
Ajouter les pièces à poncer, tourner 6 à 40 heures.

Troisième étape : Polissage avec la pâte de polissage LT605AN & base LT605
La pâte de polissage LT605AN contient des abrasifs très fins qui permettent d’obtenir des finitions brillantes par usure de la surface des pièces à polir et non par cirage. Cette pâte ne sèche pas. Plus on laisse tourner le tonneau, meilleur est le résultat. La pâte de polissage LT605AN est à utiliser quand on désire un polissage de haute qualité ou pour certains objets qui doivent être ultérieurement colorés par teinture.

Notre kit pour tonneau de 2kg référence PLEXI3, avec 320g de buchettes bois, et 20g de pâte de ponçage LT605AN et 5g de base LT605

Préparation des bûchettes neuves:
Remplir le compartiment du tonneau jusqu’au niveau de son axe, de bûchettes de bois et laisser tourner 12 heures pour enlever la sciure en ajoutant éventuellement des plaques d’acétate de cellulose ou des morceaux de bois propres pour préparer les bûchettes.
Ajouter ensuite pour 0.32 Kg de buchettes 5g de base 605. La base 605 est une préparation qui permet à la pâte 605AN de coller aux bûchettes et laisser tourner 2 heures.
Ajouter 8 g de pâte LT605AN, mélanger à la main et laisser tourner 4 heures.
Ajouter 5 g de pâte LT605AN. Et laisser tourner pendant 4 heures.

Premier cycle d’utilisation :
Ajouter les pièces à polir, exemptes de toute trace de pâte à poncer.
Un acétonage de pièces en acétate de cellulose peut être envisagé.
Tourner 16 à 24 heures.
Retirer les objets qui présentent alors un léger voile gras et nettoyer des pièces à l’ultra-sons

Cycles suivants ( pour chaque nouveau cycle de ponçage )
Ajouter pour 0.32kg de buchettes 3 g de pâte LT605AN
Mélanger à la main et tourner 10 minutes.
Ajouter les pièces à polir et tourner 16 à 24 heures.

Polissage des impressions 3D
Peu ou pas de retour a ce sujet toutefois il semble que certaines personnes ont essayé les tonneaux rotatifs pour lisser et des pièces imprimées.

Selon les informations trouvé ce procédé à l’avantage, de permettre aux poudres de servir très longtemps.
Par exemple, un kilo de poudre de marbre, utilisé, pour polir des pièces en résine dure permettrais de polir plus de 600.

Pour polir du plastique, même dur, ou de la résine il est possible de polis avec de la poudre de corindon, des billes de verre, de la poudre de marbre, …. Attention a tester car selon la dureté de ça peux rayer le plastic au lieu de le polir.

Comme pour les autres matières les critères a prendre en considération sont , la dureté du matériau à polir, la dureté de la poudre de polissage utilisé, sa finesse (en microns) et le temps passé dans le tambour.

POLISSAGE DES IMPRESSIONS 3D 
Méthode pour polir les impression 3D a l’aide d’un tonneau rotatif et matériaux abrasifs
Ce procédé serais adapté pour les impressions réalisées avec la gamme des filaments contenant du métal (Bronzefill, CopperFill, PLA magnétique).
Ajouter les impressions dans un tonneau ensemble avec de petites pièces abrasives comme par exemple des petites vis en laiton de taille différentes. Ces derniers vont user la pièce et la polir.
La durée du processus dépend de la taille de votre objet.
Une fois le polissage terminé vous pourrez retirer votre objet et le nettoyer avec une brosse et un chiffon pour enlever les particules restantes
Il est indispensable de réaliser cette opération en portant des gants et dans une pièce ventilée