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Le processus

Pièces coulées (ou moulées)

Pièces coulées au moule permanent

Moule permanent vs autres processus

Coulage de pièce au moule permanent

Opérations post-moulage

Pièces coulées (ou moulées)

Lors de la sélection d’une méthode de production d’une pièce, différentes techniques de fabrication peuvent être explorées, telles que les pièces forgées, usinées, coulées/moulées, soudées, profilées, estampées/estampillées, etc. Le coulage (ou moulage) est un processus de fabrication au cours duquel le métal en fusion est versé dans un moule.  Les pièces résultant de ce processus sont communément appelées « castings ».  Choisir un casting a de nombreux avantages.  La plupart des formes complexes, à la fois internes et externes, peuvent être réalisées.  En raison de leurs propriétés physiques, certains métaux ne peuvent être façonnés à la forme finale désirée.  Toutefois, les pièces coulées peuvent être fabriquées en une seule pièce comparativement à un autre procédé où il serait nécessaire d’assembler ou souder plusieurs morceaux ensemble.  De plus, le moulage des métaux est un processus hautement adaptable aux exigences de la production de masse; en effet, un grand nombre de pièces peuvent être produites très rapidement. 

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Pièces coulées au moule permanent

Le processus de coulée au moule permanent (également appelé Coulage/Moulage par Gravité, ou Moulage en Coquille) est un procédé de moulage qui intègre la pression par gravité à la solidification rapide afin de produire des pièces à la fois esthétiques et entièrement fonctionnelles. La coulée en moule permanent est un procédé de fabrication qui consiste à couler du métal liquide dans un moule permanent, généralement créé à partir de fonte ou d’acier (contrairement aux moules fabriqués en sable pour le processus de moulage au sable). Le métal en fusion pénètre dans les cavités du moule sous la pression de gravité seulement et y reste jusqu’à la solidification, pour finalement produire des pièces complexes et entièrement formées. Ce processus est compétitif pour des volumes de production moyens à élevés.

Des inserts métalliques peuvent être utilisés pour produire des caractéristiques différentes au cours du processus de coulée, ce qui génère des réductions de coûts puisque ces pièces n’auront pas à être usinées par la suite. Des noyaux de sable (fabriqués avec du sable chimiquement lié avec de la résine pour générer une forme désirée à l’intérieur d’un casting) peuvent également être utilisés pour vider les sections intérieures d’un casting ou pour produire une zone de « contre-dépouille » (« undercut »). Cette variante est appelée le moulage semi-permanent. Powercast fabrique ses propres noyaux de sable.

La taille typique des pièces coulées varie de 50 g à 70 kg (1,5 onces à 150 lb). Les matériaux typiques utilisés avec ce processus sont l’aluminium, le magnésium et les alliages de cuivre. Powercast coule différents alliages d’aluminium.

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Moule permanent vs autres processus

Lors d’une sélection de procédé de moulage, le processus de moulage permanent est souvent comparé à deux autres méthodes: le moulage au sable, ainsi que le moulage par injection (sous pression). Bien que chaque processus ait ses avantages et ses inconvénients, le processus du moule permanent offre une option attrayante: un outillage abordable, la possibilité d’utiliser des noyaux (comme pour les pièces moulées au sable), avec une très bonne précision dimensionnelle et un excellent fini de surface (similaire au moulage de pièces par injection). Le fait que ces moulages soient formés par la gravité assure qu’ils peuvent atteindre de hauts niveaux de qualité, contrairement au moulage par injection où la pression est forcée, ce qui peut piéger l’air à l’intérieur du casting. De plus, en raison du transfert rapide de la chaleur du métal en fusion vers le moule, les moulages permanents ont des structures de grain plus fins et des propriétés de résistance meilleures que ceux produits par les moules de sable. Conclusion: les castings faits au moule permanent donnent souvent la combinaison optimale de haute qualité et coût compétitif.

  Pièces coulées moules de sable Pièces coulées moules permanents Pièces coulées par injection
Prix Pièce ½
Prix Moule ½
Fini de surface ½
Épaisseur ½
Noyaux/Inserts N/D /
Quantités typiques Petites Moyennes Larges
Traitement Thermique N/D
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Coulage de pièce au moule permanent

Le type de fournaise utilisé pour fondre l’aluminium varie selon la fonderie; certains préfèrent les creusets, d’autres les fournaises de type réfractaires, etc., et il varie en grandeur selon les opérations de la fonderie et l’aménagement de l’usine. Certaines fournaises fonctionnent au gaz, tandis que d’autres sont électriques. Différents alliages d’aluminium peuvent être coulés, tels que le 319, 356, A356, 413, etc., ceci en fonction des besoins du client. Les alliages doivent être chauffés à la bonne température et le niveau de gaz doit être au niveau optimal.

Avant et pendant le processus de coulée, les moules sont généralement vaporisés avec un ou plusieurs enduits: par exemple, un type d’enduit est généralement à base de graphite et agit comme un lubrifiant, tandis qu’un autre est à base de silice et est utilisé comme une couche isolante de chaleur. Les moules doivent être préchauffés à la bonne température avant que le métal soit versé dans leurs cavités.

Les pièces moulées au moule permanent sont généralement coulées de façon « statique » ou à l’aide d’une machine à coulée basculante. La coulée statique est la méthode traditionnelle de la coulée au moule permanent où l’aluminium est versé directement dans la cavité du moule et le casting est retiré après la solidification. Les moules sont fermés et mis en position verticale pour le coulage; par conséquent, la ligne de partition est en position verticale. C’est une méthode flexible de coulée qui peut être adaptée à diverses formes et dimensions de pièces. Le processus de coulée avec machine basculante implique la fermeture du moule à la position horizontale, suivi du versement du métal dans des coupes attachées au moule. Le moule est ensuite basculé à la verticale, ce qui permet au métal en fusion de s’écouler hors des coupes et dans la cavité du moule. Le temps nécessaire à faire basculer le moule est prédéterminé et programmée, donc une partie du processus de production est automatisée. Cette automatisation partielle permet de contrôler la vitesse d’écoulement du métal dans la cavité du moule, afin de minimiser la turbulence (moins de turbulence résulte en un meilleur casting). Le moulage semi-permanent peut être produit en utilisant l’une ou l’autre des ces deux méthodes.

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Opérations post-moulage

Une fois les castings moulés, on peut améliorer leurs propriétés mécaniques en leur faisant subir un processus de traitement thermique. Ce processus consiste à utiliser une combinaison de chauffage, de refroidissement et de trempe afin de faire « vieillir » artificiellement les castings rapidement, améliorant ainsi leur dureté, conductivité et leur résistance. Une fois les pièces traitées thermiquement, elles sont également plus faciles à usiner. Powercast effectue son propre traitement thermique.

Les pièces moulées en aluminium par le processus du moule permanent peuvent être usinées, anodisées, peintes, etc., et Powercast peut prendre en charge ces opérations supplémentaires pour vous. La plupart des pièces moulées en aluminium sont utilisées telles quelles, tandis que d’autres sont anodisées ou peintes, selon leur fonctionnalité.

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