Moulage sous pression vs. Moulage en sable : Faire le bon choix ?

Introduction à la COULÉ Les processus

La coulée de métal est un procédé de fabrication traditionnel dans lequel le métal liquide est coulé dans un modèle, puis refroidi et solidifié pour obtenir la forme. Ce procédé est essentiel pour la fabrication d'un volume de produits métalliques utilisés dans tous les types d'industries. Fonderie Sous Pression et le moulage au sable sont quelques-unes des méthodes les plus répandues pour la fabrication de pièces moulées avec des caractéristiques, des avantages et des domaines d'application distinctifs.

II. Comprendre la fonderie sous pression

La fonderie sous pression consiste à injecter un métal liquide dans une forme ou un outil précis appelé « moules » ; ces moules peuvent être réutilisés plusieurs fois. Sa particularité est qu'elle peut reproduire des pièces avec un haut niveau de détail et de précision.

Principes de fonctionnement et description du processus

La fonderie sous pression est réalisée en poussant le métal fondu dans un moule à grande vitesse, soit à l'aide d'une presse hydraulique, soit à l'aide d'un système d'injection.

Types de fonderie sous pression

La fonderie sous pression à chambre froide est utilisée pour des sections de masse importante et une variété de métaux.

Par comparaison, la fonderie à chambre chaude est utilisée pour des pièces plus petites nécessitant des tolérances plus serrées avec des alliages à faible point de fusion tels que l'étain et le zinc ou l'aluminium.

À ce jour, les matériaux couramment utilisés en fonderie

Les propriétés de fonderie des alliages d'aluminium, de magnésium et de zinc, ainsi que du cuivre et ses alliages peuvent tous être utilisés.

III. Comprendre la fonderie sur sable

La fonderie sur sable est l'une des formes les plus anciennes pour produire des moules... elle consiste à fabriquer un moule en sable à partir de substrats argileux poreux et adhésifs appelés substances à grains réfractaires. Elle est suffisamment flexible pour traiter de nombreux types de métaux et de tailles de pièces.

Voici une brève description de la méthode et des principes qui expliquent son fonctionnement ;

La fonderie sur sable commence par un modèle qui est recouvert de sable pour former le moule et<>.

Types de fonderie sur sable

Les types de fonderie sur sable incluent les procédés au sable vert, au sable sec et liés chimiquement (résine).

Matériaux couramment utilisés pour la fonderie sur sable

Les métaux ferreux et non ferreux peuvent être façonnés en utilisant la fonderie sous sable, tels que les alliages de cuivre (laiton ou bronze), le fer jusqu'à l'acier.

IV. Comparaison entre la fonderie sous pression et la fonderie sous sable

Ainsi, voici une comparaison détaillée entre la fonderie sous pression et la fonderie sous sable pour comprendre les qualités respectives de ces deux techniques de fabrication.

Caractéristiques de construction dans le moule et la pièce III

Dans le moulage sous pression, une pièce métallique est créée en versant de l'aluminium fondu dans un moule en deux parties qui nécessite des tolérances très serrées sur l'outillage pour une excellente reproduction de vos pièces de nombreuses fois. Dans tous les autres processus, comme le moulage en sable où vous moulez du sable autour du motif à chaque fois, perdant certaines de ces dimensions critiques -- ce qui entraîne des coûts plus élevés par pièce et moins de cohérence globale entre chaque lot produit lors d'une commande vs un lot de production – pareil si des portions importantes doivent être maintenues avec plus de précision, offrant cela à des quantités réduites en raison de lacunes, puis compensant partiellement un contrôle imparfait de la normalisation bien que l'amélioration artificielle de la rigidité en engageant des matériaux poreux peut prévenir les fissures sous excitation thermique lorsque c'est bien fait ou mal fait, montrant l'opportunité de former des pièces sèches à partir de sols planétaires, sédiments basaltiques, etc.

Pression de coulée et propriétés d'écoulement du métal

Une haute pression permet le moulage sous pression avec un taux de remplissage élevé et une microstructure dense.

Moulage en sable → Gravité (pression plus faible) → En particulier, à un niveau avancé Défaut causé par l'écoulement du métal

Efficacité en production et évolutivité

Le processus est très automatisé et permet la fabrication de grands volumes d'articles par moulage.

C'est un processus plus intensif en main-d'œuvre, avec une automatisation moindre que l'impression 3D pour de petits tirages ou des pièces uniques plus grandes — moulage en sable.

V. Compatibilité des matériaux et options de fonderie

Les caractéristiques du matériau et la complexité de la pièce à fonder peuvent influencer votre choix de méthode de fonderie.

Choix de la fonderie et conséquences basées sur les propriétés du matériau

En raison des hautes températures et pressions, seuls les métaux non ferreux peuvent être traités par moulage sous pression.

Le moulage en sable convient bien à une large gamme de matériaux, y compris les métaux ferreux.

Dimension et complexité des pièces

Le procédé est particulièrement adapté à la production de pièces de petite à moyenne taille qui ont une bonne qualité de finition de surface et des détails précis en dimensions, ce qui est généralement difficile à obtenir avec d'autres procédés tels que le forgeage ou la découpe au chalumeau, etc.

Les pièces plus grandes et les géométries plus simples ou les exigences de dégagement sont généralement bien adaptées à la fonderie sous sable.

Session 4 : Défauts de fonderie et leur impact sur le matériau et le procédé

Avec son processus contrôlé, la fonderie sous pression peut produire moins d'erreurs.

La fonderie sous sable peut introduire une plus grande variabilité due aux défauts liés à la nature du moule en sable.

VI. Précision dimensionnelle et finition de surface

Il est important dans certaines applications où seule la précision apportée par le procédé de fonderie peut être atteinte.

Une certaine tolérance aux variations et un peu de cohérence

La fonderie sous pression offre de meilleures dimensions serrées et peut contenir des détails complexes dans ses moules.

Le procédé de fonderie sous sable ne peut pas toujours maintenir des tolérances aussi strictes (selon l'application), nécessitant parfois un usinage supplémentaire.

Qualité de la finition de surface

La qualité élevée de la finition de surface polie est un autre avantage que procure l'injection sous pression.

Enfin, la finition de surface est généralement plus rugueuse car elle est influencée par la texture du moule en sable.

Pour répondre aux exigences de précision dimensionnelle et de finition de surface ;

La précision dimensionnelle et la qualité de surface requises pour la pièce finale peuvent déterminer le choix du procédé de fonderie.

VII. Considérations sur les coûts

Du temps est consacré à tenter d'équilibrer les facteurs économiques dans la décision de fabrication.

Coût des investissements et de mise en place

Coûts d'outillage et de machinerie plus élevés nécessaires pour l'injection sous pression

Bien que plus coûteux en main-d'œuvre, le moulage en sable présente tout de même des coûts fixes initiaux plus bas.

Coûts des outils et matériaux

Les moules sont coûteux en fonderie sous pression, mais le coût est amorti sur de grands volumes de production.

Fonderie au sable : une technique à faible coût d'outillage, mais avec des coûts de matériaux variables.

Éfficacité économique à long terme

Pour une production en grande série, la fonderie sous pression est plus rentable en raison de son efficacité.

La fonderie au sable est moins coûteuse pour de faibles volumes de production ou pour les prototypes.

VIII. Procédés d'usinage et finition

Les opérations post-fusion peuvent modifier les propriétés finales et l'esthétique des pièces coulées.

Traitements post-fusion

Chaque procédé peut nécessiter un traitement post-fusion pour obtenir les propriétés mécaniques ou l'apparence souhaitée.

Comparaison des besoins en finition

En raison de la précision, les pièces obtenues par moulage sous pression n'ont généralement besoin que de peu ou pas de retouches après coulée.

D'après une définition simple de ces processus, les pièces en sable nécessitent plus de finition que celles obtenues par moulage sous pression ou par fonderie d'investissement, car elles sortent un peu rugueuses en raison de leur nature de moule en sable.

Conclusion

Finalement, le procédé est caractérisé par sa grande précision, ce qui en fait un choix idéal pour des pièces complexes ou pour une production en série. Inconvénients : Avec une pratique appropriée, il est capable de couler la gamme la plus large de matériaux et de tailles de pièce (encadrée par un processus GRC qualifié). En connaissant ce que chaque méthode de fonderie implique et ses caractéristiques, les fabricants peuvent choisir l'approche qui conviendra le mieux à leurs besoins spécifiques.