Worin unterscheiden sich Titan- und Aluminiumeloxierung in Funktion und Schichtstruktur?

Aus metallurgischer und elektrochemischer Sicht führen das Anodisieren von Titan und Aluminium trotz der gemeinsamen Prozessbezeichnung zu grundlegend unterschiedlichen Oxidschichten – sowohl in Struktur als auch in Funktion. Während das Aluminium-Anodisieren darauf ausgelegt ist, eine dicke, poröse und abriebfeste Schutzschicht zu erzeugen, dient das Titan-Anodisieren der Bildung einer dünnen, dichten Oxidschicht, die für ihre Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit und farbigen Interferenzeffekte ohne Farbstoffe geschätzt wird.

Schichtstruktur und Bildungsmechanismus

Der Hauptunterschied liegt in der Löslichkeit des Oxids im Elektrolyten. Beim CNC-Aluminium-Anodisieren wird häufig ein Schwefelsäurebad verwendet. Die Säure wächst und löst gleichzeitig die Aluminiumoxidschicht (Al₂O₃) an, wodurch eine hochgeordnete, poröse Zellstruktur entsteht. Diese Struktur ähnelt einem Wabenmuster und ermöglicht das Eindringen von Farbstoffen in die Poren. Ein abschließender Versiegelungsschritt in heißem Wasser oder Dampf hydratisiert das Oxid, verschließt die Poren und verbessert die Korrosionsbeständigkeit.

Im Gegensatz dazu ist die Oxidschicht, die sich auf Titan bildet, in den meisten Elektrolyten praktisch unlöslich. Das Titan-Anodisieren erzeugt eine dünne, dichte und nicht-poröse Schicht aus Titandioxid (TiO₂) durch einen feldgetriebenen Mechanismus. Die Schichtdicke wird präzise über die angelegte Spannung gesteuert. Die sichtbare Farbe entsteht nicht durch Pigmente, sondern durch Dünnschichtinterferenz, bei der Licht, das von der Oxidoberfläche reflektiert wird, mit dem Licht interferiert, das an der Grenzfläche zwischen Oxid und Metall reflektiert wird. Unterschiedliche Spannungen erzeugen spezifische Oxiddicken, die wiederum bestimmten Farben im Spektrum entsprechen.

Wesentliche funktionale Unterschiede

Diese strukturellen Unterschiede bestimmen die jeweilige funktionale Anwendung.

Aluminium-Anodisieren ist funktional und dekorativ zugleich: Die dicke, harte und versiegelte Oxidschicht auf Aluminium dient in erster Linie der Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit sowie besseren Lack- und Klebehaftung. Die poröse Struktur ist essenziell für die dekorative Nutzung, da sie die Aufnahme von Farbstoffen ermöglicht. Daher eignet sich dieser Prozess ideal für Konsumgüter, architektonische Komponenten und Teile mit langlebiger, farbiger Oberfläche.

Titan-Anodisieren dient Leistung, Biokompatibilität und Ästhetik: Die dünne TiO₂-Schicht ist extrem dicht und chemisch stabil und bietet hervorragende Korrosionsbeständigkeit, ohne die Abmessungen signifikant zu verändern. Das ist entscheidend für Präzisionsteile in der Medizintechnik, da die anodisierte Oberfläche hoch biokompatibel und ungiftig ist. Die Interferenzfarben ermöglichen eine dauerhafte, UV-beständige Teilkennzeichnung oder ein hochwertiges Erscheinungsbild ohne Fremdstoffe – ideal für Luftfahrt- und Premiumanwendungen. Sie ist eine häufige und wichtige Oberflächenbehandlung im Titan-CNC-Bearbeitungsservice.

Vergleichstabelle: Wichtige Unterschiede

Konstruktive Auswirkungen auf das Bauteildesign

Die Auswahl des geeigneten Prozesses hängt von der Endanwendung ab. Aluminium-Anodisieren ist die beste Wahl, wenn eine strapazierfähige, verschleißfeste und farbige Oberfläche für Konsum- oder Industrieprodukte benötigt wird. Titan-Anodisieren wird bevorzugt für kritische Anwendungen eingesetzt, bei denen Maßhaltigkeit, höchste Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität erforderlich sind – und wo die einzigartigen metallischen Interferenzfarben funktional oder optisch gewünscht sind. Für andere Metalle eignen sich Verfahren wie Edelstahlpassivierung oder Galvanisieren als geeignete Oberflächenbehandlungslösungen.