Pourquoi l'aluminium convient à la sculpture contemporaine
L'aluminium offre un tiers de la densité de l'acier avec une rigidité généralement suffisante pour la sculpture, et nécessite une large gamme de traitements de surface, de l'anodisation brillante-miroir à une couche de poudre mate et plate. Sa résistance spécifique permet de déplacer et d'installer de grands volumes fabriqués avec un équipement de levage modeste, et sa couche d'oxyde offre une résistance utile à la corrosion en extérieur, à condition que la famille d'alliages soit choisie correctement.
Le compromis-est que l'aluminium a un coefficient linéaire de dilatation thermique d'environ 23 x 10.-6par kelvin, environ le double de celui de l'acier. Dans les œuvres en techniques mixtes-, cette inadéquation doit être prise en compte dans la conception du joint plutôt que absorbée par le matériau.
Sélection des alliages et des états de trempe pour la fabrication
Les studios travaillent normalement à partir d'un petit ensemble de notes-bien caractérisées. Le tableau ci-dessous donne la cartographie pratique.
| Matériel | Condition | Formabilité | Utilisation artistique typique |
|---|---|---|---|
| 1100 ou 1050 | H14, O | Excellent | Panneaux formés en profondeur-, tôle travaillée à la main- |
| 3003 | H14 | Très bien | Travaux généraux de panneaux, signalisation, plaques de support |
| 5052 | H32 | Bien | Panneaux extérieurs, structures soudées, exposition marine |
| 5083 | O, H111 | Modéré | Grands cadres et armatures soudés |
| 6061 | T6 | Limité | Éléments usinés, supports structurels, tubes |
| A356 (AlSi7Mg) | T6 | Fonderie | Couler des volumes sculpturaux et des formes complexes |
Les qualités traitables thermiquement-telles que le 6061 atteignent une résistance plus élevée grâce au traitement en solution et au vieillissement artificiel, mais elles se fissurent si elles sont fortement pliées dans l'état T6. Un rayon de courbure d'au moins deux à trois fois l'épaisseur est donc une règle de départ raisonnable. Les qualités non-traitables thermiquement-telles que les 5052 et 5083 se forment plus facilement et conservent bien mieux leurs propriétés dans la zone soudée.
Pratique du soudage, du formage et de l'assemblage
Le soudage à l’arc au gaz tungstène est la méthode standard pour les joints visibles. Un mastic 5356 est utilisé lorsqu'une résistance de filet plus élevée est souhaitée, et un mastic 4043 est utilisé lorsqu'une meilleure résistance aux fissures et un bain de soudure plus tolérant sont préférés. Les oxydes de surface doivent être éliminés mécaniquement et le joint réalisé dans un délai de travail court, car le film d'oxyde naturel se reforme rapidement et emprisonne la porosité.
La feuille peut être formée à la main sur des roues anglaises et des sacs de tir pour les panneaux incurvés, ou par presse plieuse pour les travaux pliés. La découpe au jet d'eau évite entièrement la zone affectée par la chaleur- et est préférée pour les plaques épaisses et pour les pièces qui seront anodisées, car les bords découpés au laser- peuvent laisser une couche de refonte qui transparaît à travers le revêtement.
Anodisation, revêtement et conception de surfaces
L’anodisation est la finition la plus durable disponible pour les œuvres d’art en aluminium. L'anodisation à l'acide sulfurique de type II produit des films transparents ou teints dans la plage de 5 à 10 micromètres pour les travaux décoratifs, tandis que les revêtements anodiques durs de type III de 25 à 50 micromètres donnent une surface plus dure et plus résistante à l'abrasion-là où la pièce sera touchée ou nettoyée fréquemment. Les pièces moulées doivent être anodisées avec soin : les phases riches en silicium-dans un alliage AlSi7Mg peuvent assombrir le film, un premier échantillon-est donc conseillé.
Le revêtement en poudre est utilisé là où la cohérence des couleurs est importante, et des qualités architecturales extérieures de revêtement sont appliquées lorsque la pièce sera située en permanence à l'extérieur. Les finitions mécaniques, le grain brossé, le sablage et le polissage miroir sont tous viables, mais la direction et la profondeur du grain doivent être enregistrées afin que les réparations ultérieures correspondent.
Durabilité en extérieur et détails sur-supports mixtes
Pour les travaux extérieurs permanents, les feuilles 5052 et 5083 sont les choix les plus sûrs car leur teneur en magnésium résiste aux piqûres dans les atmosphères côtières. L'aluminium est anodique pour l'acier inoxydable et pour la plupart des aciers de construction, de sorte que le contact direct entre des métaux différents favorise l'attaque galvanique au niveau du joint, en particulier dans des conditions humides. Les rondelles isolantes, les joints isolants et les interfaces peintes résolvent ce problème à un coût négligeable lors de la fabrication et sont difficiles à corriger ultérieurement.
Lorsque la pièce est percée pour des fixations, des distances de bord d'au moins deux diamètres de trou et des trous ébavurés empêchent la concentration de contraintes de propager une fissure sous l'effet du vent.
Foire aux questions
Q:Quel alliage d’aluminium convient le mieux pour une sculpture extérieure ?
R : La feuille 5052 ou 5083 est la réponse habituelle, car les ajouts de magnésium résistent aux piqûres dans les atmosphères côtières et urbaines et les deux qualités se soudent bien.
Q:L’aluminium peut-il être plié après traitement thermique ?
R : Les nuances telles que le 6061 dans l’état T6 ne doivent pas être pliées brusquement. Un rayon de courbure minimum de deux à trois fois l'épaisseur constitue une limite de travail pratique, et les sections plus épaisses doivent être usinées ou formées avant vieillissement.
Q:Quel mastic est utilisé lors du soudage du 6061 pour des œuvres d'art ?
R : 4043 et 5356 sont tous deux utilisés, le 5356 étant choisi pour une résistance de filet plus élevée et le 4043 pour lequel la résistance aux fissures et un cordon de soudure plus lisse sont la priorité.
Q:Comment l’épaisseur de l’anodisation affecte-t-elle l’apparence et la durabilité ?
R : Les films décoratifs de type II d'environ 5 à 10 micromètres absorbent le colorant et conservent une caractéristique claire ; les revêtements durs de type III de 25 à 50 micromètres sont de couleur plus foncée mais beaucoup plus résistants à l'abrasion.
Q:Pourquoi l'aluminium se déforme-t-il plus que l'acier dans la même pièce ?
R : Son coefficient de dilatation thermique est d'environ 23 x 10-6par kelvin, environ deux fois celui de l'acier, donc un changement de température donné produit environ deux fois le mouvement à moins que les joints ne soient conçus pour s'y adapter.
Q:Quelle est la voie la plus sûre pour des volumes sculpturaux complexes ?
R : Le moulage dans un alliage AlSi7Mg selon une spécification reconnue de moule permanent ou de moulage en sable, suivi d'un traitement thermique T6, produit les formes les plus complexes avec des propriétés mécaniques prévisibles.
