Le dioxyde de titane en gravure céramique

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En cherchant à me renseigner sur les techniques de gravure sur céramique je me suis aperçu qu'il y avait beaucoup de zones d'ombre.

Je vais essayer modestement, je débute, de compiler ce que j'ai pu glaner sur la question.

 

* Qu'est-ce que le dioxyde de titane ?

Je vous renvoi vers Wikipédia, ce sera plus précis et beaucoup plus complet que mes bribes de connaissance.

Mais pourquoi le TiO2 ? parce que.

Non je déconne, c'est grâce à Nokia.

Laser markable material comprising TiO2 pigmented thermoplstic elastomer

C'est en effet Nokia qui a déposé un brevet en 2001 avec comme intitulé l'inclusion du TiO2 dans un élastomère thermoplastique (TPE).

A noter que c'est Motorola et Ciba-Geigy qui ont ouvert le bal en 1985. Nos machines sont récentes mais pas la technique, près de 40 ans !

Cet élastomère est moulé par injection pour former un clavier de téléphone.

Les caractères sont obtenus par transformation photochimique au laser.

Le changement d'état du TiO2 a lieu à une longueur d'onde du laser comprise entre 300 et 400nm. Autrement dit ça ne marche pas avec un laser Ir.

Le TiO2 est alors un additif pigmentaire compris entre 0.5 et 5% du poids du matériau. 1.5% pour un élastomère transparent.

C'est cette faculté qui est exploitée dans la gravure sur céramique. Avec en plus l'effet thermique du laser qui va fusionner le TiO2 avec la couche de surface.

Ca peut être l'émail, la céramique, le grès céram, la faïence, le béton ciré, la pierre, etc.

Un avertissement :

Citation

Comme pour la plupart des pulvérulents, les poussières de dioxyde de titane, de dimension micrométrique, sont source d'irritation oculaire et des voies respiratoires (irritation mécanique). Cet effet implique des dispositifs de protection, notamment pour l'emploi du pigment en poudre dans la préparation des peintures.

 

* La peinture

La quasi totalité des peintures blanches contiennent du TiO2. Entre 5 et 15%, ce qui est largement suffisant pour nous, relisez les valeurs de la rubrique précédente.

Vous allez trouver dans quasiment toutes les vidéos d'Amérique du nord, les peintures en bombe Rust-Oleum conseillée par les youtubers "experts".

Ne perdez pas votre temps, c'est très rare en Europe et c'est très cher.

Voilà un carreau peint avec une bombe de blanc mat de chez Arteïs (loisirs créatifs), 4.10 euros.

C'est la peinture qu'ils vendent aux graffeurs, le choix de couleurs est énorme. Je m'en sers pour le modélisme et c'est à quelques km de chez moi.

 

C'est un Héron cendré, photo personnelle, sur carreau de sol 20x20. Je n'ai pas enlevé la peinture, le carreau est gris et empêche de juger du contraste.

Je n'ai aucun idée du taux de TiO2 de cette peinture. La seule certitude est que les noirs sont profonds et les nuances présentes.
 

 

* Le TiO2 en solution

Il y a presque autant de recettes que de prescripteurs.

La plus simple est l'eau comme vecteur. Ca marche très bien à condition de rajouter un peu d'émulseur, une goutte de savon liquide.

Le but, faire baisser la tension superficielle du liquide. Evitez le liquide vaisselle, ça mousse trop. Le savon noir liquide est parfait.

Ca va aider à étaler les gouttes d'eau et éviter les zones sèches de solution. C'est la même technique que pour les extincteurs.

Le séchage est un peu lent, c'est pourquoi on lui préfère l'alcool.

- Quel alcool ?

L'alcool ménager à 70° fonctionne parfaitement. Vous pouvez prendre de l'alcool à bruler à 90°, c'est la même molécule pour le même effet en plus concentré.

Ces deux produits sont très peu chers et font le job, le temps de séchage à 20° est assez rapide.

On peut lire souvent que le TiO2 se dissout dans l’éthanol, c'est faux, quelque soit le vecteur vous devez remuer toutes les 5 ou 6 secondes durant la pulvérisation.

La poudre retombe au fond du récipient très vite.

- Quelle proportion ?

Toutes les formules que j'ai collationné vont de 3.5 parts à 6 parts de liquide pour 1 part de TiO2. 

Du simple au double. Rappelons que Nokia dans son dépôt de brevet préconise 0.5 à 5%.

Rappelons aussi que les peintures blanches contiennent entre 5 et 15% de cet additif.

15% correspond à peu près à 6/1 (14.3%).

C'est le choix que j'ai fait avec une goutte de savon liquide..

-Quoi d'autre ?

On trouve de tout, c'est parfois pertinent, comme le savon liquide, mais pas toujours.

La Gomme xanthane et la glycérine sont parfois utilisés mais pour reproduire une peinture.

Dans ces conditions autant prendre une peinture acrylique existante, la diluer et ajouter le TiO2, pourquoi pas.

L'avantage est que notre "poudre magique" va rester beaucoup plus longtemps en suspension.

On peut aussi obtenir le même effet avec un petit peu de colle à bois. Dans ce cas il faut de la colle acrylique et non pas vinylique.

Mais je suis sceptique sur le bien fondé de cette mixture.

- Le cas Borax .

J'ai trouvé plusieurs recettes utilisant ce matériau sans que les utilisateurs sachent pourquoi.

C'est un produit connu depuis au moins deux millénaires.

Il est utilisé dans de très nombreuses applications pour sa faculté à s'agréger aux oxydes. Voilà pourquoi on le retrouve ici.

Il s'avère que j'utilise ce produit depuis très longtemps. Je m'en sers comme décapant pour la brasure à l'argent.

On chauffe la baguette, on la trempe dans le borax et on brase les deux pièces qui vont être décapées avec la poudre de borax qui s'est vitrifiée à la chaleur.

Le principe est le même à la forge, il va agglomérer les oxydes à la surface du métal et faciliter la soudure.

Même chose pour la fonte de l'or ou l'argent. Un coup de brosse pour enlever les scories.

Et pour nous ? le borax va s’agglomérer au TiO2 ce qui peut améliorer un peu les noirs.

Mais l'inconvénient est que la poudre de borax est beaucoup plus grossière que le TiO2 ce qui va diminuer la résolution de la gravure.

Je n'ai pas fait le test, il m'en reste très peu et la vente est interdite au public depuis 2006 dans la CE.

 

* La préparation.

D'abord la sécurité:  Gants,  lunettes, masque FP2. Cette poudre est très fine et s'insinue partout, surtout dans nos bronches.

Le mieux est de faire comme @fran6p, faire ça dehors.

Ici dans le Finistère nous somme rentrés dans la période dite de mousson, il fallait bien payer la sécheresse des mois précédent.

Donc je prépare la mixture dans le garage et j'utilise une "hotte" aspirante.

 

C'est une cabine d'aspiration avec un plateau tournant. Le ventilo est un 120mm avec son alim 12 volts. J'ai rajouté les leds.

J'utilise un pulvérisateur de jardinage que j'ai piqué dans la serre de ma femme, il est parfait. Mais il ne servira plus jamais à autre chose.

Il faut remuer le plus souvent possible, toutes les 2 ou 3 pressions.

La teinte beige est donnée par une ou deux gouttes de colorant à peinture qui aide à juger du recouvrement.

 

* Le gravage.

Je prépare mes photos dans Gimp 2.10.34 pour la retouche éventuelle, le détourage et le passage aux nuances de gris.

J'utilise LightBurn pour piloter un Ikier K1 Pro 24 watts.

La machine est dans un coffre de protection ventilé

J’emploie le mode Jarvis pour les photos.

- Vitesse 10000mm/min -  Puissance 80%

- Balayage bidirectionnel.

- Surbalayage 2.5%

- Interligne 0.08mm - 317dpi

- Le reste à zéro.

- L'assistance d'air à environ 20%, c'est un potentiomètre.

Ces valeurs sont constantes pour le gravage de carreaux par peinture ou solution titane.

Les carreaux de faïence 15x15 proviennent de chez BricoDépot et valent 5.5 euros le m² soit 13cts l'unité.

Attention, ce sont des carreaux d'intérieur. A l'extérieur la céramique va "boire" l'eau et le carreau éclatera à la première gelée.

On peu pallier à ça en saturant la céramique avec une résine très liquide ou un vernis polyuréthane.

Photo téléchargée sur le site WALLPAPER ABYSS. Même traitement que les miennes.

Le nettoyage se fait à l'eau. Bien tenir la carreau vertical sous le robinet. Si le résidus de solution passe de l'autre coté il va imprégner la faïence, ça ne part pas.

J'ai fait mes essais de mode LightBurn, de vitesse et de puissance en gravant un carreau de test.

J'ai beaucoup de projets. Un bestiaire à partir de mes photos pour la buanderie, une fresque dans une chambre, mais c'est pas pour tout de suite.

J'espère avoir fait gagner du temps aux débutants et ne pas raconté trop de bêtises.

Amusez vous, c'est magique.

[hyoti]

Super.

[PPAC]

Merci beaucoup j'ai bien envie de tester cela.

A tu un conditionnement a l’achat et un vendeur préféré ?

( J'imagine que de prendre 1 kg c'est si l'on veux faire beaucoup ... beaucoup de gravure. Et que de prendre 100 g de dioxyde de titane c'est même déjà beaucoup ? ) 

[Funboard29]

J'ai acheté ce conditionnement en 1 Kg.

C'est beaucoup trop mais les autres coutaient nettement plus cher, parfois 4 fois plus en petit conditionnement.

J'ai consommé environ 30 grammes pour mes premières gravures, on en perd beaucoup. Et vu mes projets, même si je n'en viens jamais à bout, j'aurais de quoi en céder à des amis.

Je suis en train d'affiner la technique.

J'utilise des caches en papier pour ne pas déposer de solution là où il n'y a rien de gravé. J'évite de m'en mettre plein les doigts en manipulant les carreaux et j'économise le mélange.

Je récupère le TiO2 au rinçage. Je me suis aperçu que j'en jetait beaucoup plus que j'en gravais.

 

Références de mon article:

Hormis pour le borax que je connais et Wikipédia pour l'oxyde de titane, j'ai renseigné mon article ci-dessus en m'appuyant principalement sur le forum LightBurn, c'est une véritable mine avec beaucoup de gens compétents et partageurs.

En particulier dans ce très long mais instructif sujet : New Method for White Tile Engraving: Norton White Tile Principal Component Method.

 

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Quelque précisions après une journée de tests.

Tout d'abord le plateau tournant n'est pas un gadget, c'est une aide précieuse.

Pouvoir faire tourner la carreau durant la projection du mélange est un atout, même avec du colorant.

J'ai rajouté une bande de leds à ma "hotte" pour doubler l'éclairage.

L'adjonction de savon liquide améliore considérablement la tension de surface.

Les gouttes s'étalent rapidement pour former une pellicule presque comme avec une peinture classique.

J'ai mis deux gouttes de gel douche pour 100g de mélange, aucune mousse en agitant le pulvérisateur.

A propos de pulvérisateur, plus on appuie fort plus la pression est forte et plus les gouttes sont fines. C'est mieux.

J'ai fait une essai avec 5% de TiO2, pour voir. Bah c'est pas bon.

Je ne peux pas chiffrer mais avec ce qui reste au fond du pulvé et ce qui est resté dans le récipient de préparation, on a pas tout le TiO2 du mélange qui arrive sur le carreau.

Homme de Vitruve 1492 - Léonard de Vinci.

Echelle de gris- contraste=19 - luminosité=-3 - Gamma=1.15 - E Radius=6 - E Amount=270

Sinon, la séquence TiO2 étant presque au point il faut que je m'attaque au défi du détourage des photos.

J'ai mis près d'une heure pour effacer l'arrière plan de la moto, la galère entre les rayons.

HD Street Bob, ma dernière bécane.

Echelle de gris- contraste=0 - luminosité=0 - Gamma=0.7 - E Radius=3 - E Amount=150

Malgré une maîtrise correct de Gimp, un PhotoShop libre édulcoré, le détourage est chronophage, et pour tout dire très chi...

A noter que sur ce type de photo les réglages sont subtils.

Rendre visible les traits fin noir, câbles et rayons, sans faire disparaitre le traits fin blanc, logo et tiges de culbu, est un équilibre subtil.

Je crois que je vais investir dans une tablette graphique. J'y songeait déjà pour la CAO mais là ça s'impose.

[divers]

J'ai trouvé du Dioxyde de Titane à un prix raisonnable sur le site: Mon Droguiste. Les couts de livraison sont également raisonnables.

Les 100g à 2,75€ - 500g à 8.95€ et le kilo à 13.30€

https://www.mon-droguiste.com/

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C'est effectivement raisonnable.

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Un essai de plaque de rue.

Je reste à vitesse constante, 10000mm/m, je fais varier la puissance entre 70 et 80%.

Ici  à 72% pour rester dans la légèreté d'une estampe.

J'ai encore un peu de mal avec les noirs.