Il existe des milliers de façonneurs de métaux dans le monde. En fonction de la complexité des structures métalliques et de leur conception, cette technologie de fabrication fait appel à la méthode de moulage des métaux. Dans ce qui suit, nous examinerons 10 types différents de méthodes de moulage.
Types de méthodes de moulage utilisant des moules non réutilisables
Lorsqu'il s'agit de couler des métaux ferreux, les technologies de moules jetables sont les grandes gagnantes. Elles sont moins coûteuses car elles ne doivent pas résister à des températures élevées.
Coulée à la cire perdue
Le moulage en sable est de loin la méthode de moulage des métaux la plus répandue, mais elle présente un inconvénient qui la rend inadaptée à certaines applications.
Dans ce processus, vous devez retirer les modèles de moulage en sable des moules qu'ils génèrent, ce qui peut prendre du temps.
Les patrons doivent évaluer avec soin les exigences du modèle à chaque étape du processus de moulage, y compris les exigences de dépouille, l'emplacement du plan de joint, les portes, les élévateurs et les noyaux.
La technique de la cire perdue, du moulage à la cire perdue ou du moulage de précision est une alternative au moulage au sable qui permet d'utiliser une large gamme de métaux, y compris des alliages ferreux à point de fusion élevé, tout en évitant certains des problèmes liés à la création de modèles dans le cas du moulage au sable.
Coulée en sable
Le procédé le plus courant de moulage des métaux est le moulage au sable. Il s'agit d'un processus industriel vieux de trois mille ans : les premières traces de coulée d'argile proviennent de la Chine, sous la dynastie Shang (entre 1600 et 1046 av. J.-C.).
Il n'est pas surprenant que ce type de méthode de moulage soit encore largement utilisé : le sable est peu coûteux, abondant, malléable et résistant à la chaleur.
Cette méthode de moulage du métal secoue les noyaux de sable qui sont faciles à enlever, comme ils peuvent l'être à l'aide d'une table vibrante. Les glissières et les portes, qui guident le métal dans la cavité du moule, sont soit coupées à la main par un mouleur expert, soit incluses dans la conception.
Moulage en coquille
Le moulage en coquille est une technique de moulage en sable qui permet d'obtenir des tolérances dimensionnelles plus étroites. Il est comparable au moulage au sable, à l'exception du fait que le sable est mélangé à une résine.
Sur chaque face du modèle de moulage en métal chaud, il déverse une combinaison de sable et de résine. Ce mélange fond en une coquille et refroidit. Il joint les "coquilles" du moule et est souvent maintenu par un flacon de sable.
Ces coquilles produisent un moule très précis car la résine apporte un soutien supplémentaire aux surfaces internes.
Moule complet ou mousse
Ce procédé de moulage utilise un mélange de sable et de méthodes de moulage à la cire perdue dans l'ensemble du processus de moulage ou de coulage de mousse. Cependant, il permet de concevoir des mousses de polystyrène.
Ce procédé permet d'obtenir un modèle moussé complet avec un système de portes et de glissières et l'élimination de la surépaisseur de tirage.
Cependant, avec certaines mousses, il est possible d'omettre une partie du dessin in situ dans le moule, qui se vaporisera lors de la mise en place rapide du métal chaud.
Types de méthodes de moulage utilisant des moules réutilisables
L'utilisation d'un moule métallique réutilisable est la méthode la plus courante pour remplir le moule par gravité ; toutefois, vous pouvez également utiliser la pression du gaz ou le vide. Les pièces moulées creuses peuvent être réalisées à l'aide d'une version de la méthode de coulée par gravité connue sous le nom de "slush casting" (coulée de boue).
Les alliages d'aluminium, de magnésium et de cuivre sont des métaux de fonderie courants. Les alliages d'étain, de plomb et de zinc ainsi que les alliages de fer et d'acier conviennent également aux moules en graphite.
Lorsque le métal injecté entre dans la cavité du moule, le processus de gravité commence par un préchauffage du moule à 150-200 °C (300-400 °F) afin de faciliter l'écoulement du métal et d'éviter tout dommage thermique à la pièce moulée.
La méthode des moules réutilisables met en œuvre les six méthodes suivantes en fonction des différents types de moules et des méthodes de moulage.
Moules permanents
La composition des moules permanents présente différents points de fusion excellents par rapport au métal utilisé pour les remplir. L'étape principale de ce processus de moulage consiste à couler le métal dans un état fluide sans pression externe. Les noyaux permanents doivent être suffisamment simples pour être retirés de la pièce moulée et réutilisés.
Le processus de moulage utilise occasionnellement ces moules pour la coulée du fer et des alliages à basse température. Le processus industriel le plus fréquent utilise des plateaux tournants plutôt que des chaînes de montage. Au fur et à mesure que chaque moule passe par la station suivante, des procédures individuelles telles que l'enrobage du moule, l'installation des noyaux, la fermeture du moule, la coulée, l'ouverture du moule et l'éjection de la pièce moulée sont mises en œuvre.
Moules semi-permanents
La principale différence entre le moulage semi-permanent et le moulage permanent est que les noyaux utilisés dans le processus de moulage peuvent être des noyaux de sable remplaçables. Les noyaux de sable permettent des formes de noyaux plus compliquées puisqu'ils n'ont pas besoin d'être récupérés intacts de la coulée finale.
Si un trou est laissé dans le moule pour extraire les noyaux, ceux-ci peuvent être "secoués" sur une table vibrante et évacués comme du sable dans un sablier. Seule la pièce coulée contre le moule métallique présente la tolérance, la densité et les avantages esthétiques du moulage en moule permanent.
Coulée de boue
En recouvrant simplement l'intérieur du moule d'un peu de métal et en formant une "peau" métallique, ce procédé de coulée au nom coloré permet de réaliser des pièces creuses sans avoir besoin de noyaux. En fonction de la rapidité de prise du métal ou d'un autre matériau, il existe plusieurs approches de la coulée en barbotine.
Une approche consiste à verser de minuscules volumes de liquide dans un moule et à le faire tourner pour recouvrir l'intérieur de métal. Dans une autre méthode, le fondeur peut remplir le moule et verser le surplus de matériau après un certain temps. Des métaux tels que le zinc, l'aluminium et l'étain sont couramment coulés en slush cast.
Coulée centrifuge
Ce procédé de coulée alimente un moule refroidi à l'eau qu'il fait tourner à grande vitesse autour de son axe central en métal liquide dans sa coulée centrifuge imprécise. Le métal liquide est tiré en une couche égale sur la surface du moule par la force centrifuge. Pour que cette approche fonctionne, la coulée finale doit présenter des géométries régulières autour de l'axe de rotation. Par conséquent, cette méthode de coulée convient aux moules généralement cylindriques ou circulaires, tels que les tubes ou les anneaux.
Coulée sous pression
Outre la gravité, les technologies de coulée sous pression régulent l'écoulement du métal dans un moule permanent. Dans la coulée sous pression, l'air ou le gaz, le vide, les forces mécaniques ou centrifuges sont tous utilisés. Ces techniques permettent aux fonderies de réguler avec précision le rythme de remplissage d'un moule : la gravité exerce toujours la même force, mais les forces fabriquées peuvent varier.
Moulage sous pression
Les machines de moulage sous pression sont constituées d'un bassin contenant du métal en fusion, d'un moule métallique à deux plaques et d'un système d'injection qui aspire le matériau et l'introduit sous pression dans le moule.
Il utilise un moule ouvert pour lancer le processus de moulage sous pression. Des buses pulvérisent un lubrifiant dans le moule pour empêcher l'objet de coller. Ce processus permet de sceller les deux côtés du moule et d'injecter le moule fermé à l'aide d'une buse à pression. Avant que le moule ne s'ouvre, il donne à la nouvelle pièce moulée la possibilité de refroidir. La nouvelle pièce est poussée hors du moule par des goupilles d'éjection, et le processus recommence.