Également connu sous le nom de moulage de précision, le processus de moulage de précision correspond exactement à ce que son nom indique. C'est une technique utilisée dans le monde métallurgique pour faciliter et accélérer le processus de fabrication de pièces métalliques et de pièces de machines identiques.
Il a un passé intéressant dans le monde de l'art, avec des recherches anciennes montrant comment il était le choix pour faire des bijoux et de la décoration. Mais aujourd'hui, c'est une procédure utilisée en masse avec beaucoup d'ouvriers d'usine impliqués.
Dans cet article, vous en apprendrez plus sur ce processus. Vous comprendrez comment cela fonctionne et ce qui le rend si économique. Alors si vous êtes intéressé par cette technique présente dans votre quotidien, continuez à lire !
Qu'est-ce que le moulage d'investissement?
Il s'agit d'un processus de moulage de précision qui dépasse toutes les attentes en matière de précision. Le processus de coulée est, en général, réalisé en versant un matériau liquide dans une cavité de moule. Ce liquide durcira avec le temps par réaction chimique ou refroidissement. Pour terminer le processus, la partie solidifiée, également connue sous le nom de moulage, est éjectée ou cassée du moule.
Avec l'utilisation de cire, de plastique ou même de bois, un moule est fabriqué avec le motif prévu. Ensuite, l'enveloppe est fabriquée et elle est durcie dans des chambres à haute température. Après cela, le métal liquide y est versé et laissé refroidir. La précision de cette technique vient surtout de cette partie.
La cire et le matériau utilisés pour le moule constituent le modèle parfait, et il peut avoir beaucoup de courbes ou d'arêtes vives. Il peut même avoir des bosses et des rayures. Mais le boîtier remplira tous ces endroits et ils resteront en place une fois le matériau fondu.
Et dès que le métal liquide y sera versé, il remplira chaque pouce du boîtier, même les taches et les bosses. Cela fournit la surface parfaite. Si le motif est parfait, la pièce le sera également.
À quoi sert le moulage de précision ?
C'est une technologie de fabrication pour le moulage de précision. En effet, il peut reproduire des motifs de formes complexes avec des détails fins.
Aujourd'hui, cela peut principalement être utilisé dans les entreprises de fonderie de pièces métalliques et de pièces pour machines. Le moulage à modèle perdu est utilisé dans les industries des armes à feu, de la restauration, du gaz et du pétrole et de l'énergie.
Les moulages de précision sont employés dans une variété de secteurs, y compris les armes à feu, la restauration, le gaz et le pétrole et l'industrie de l'énergie. Et est présent dans votre vie quotidienne comme dans les pièces de votre réfrigérateur, voiture et plus encore. Au lieu de fabriquer chacun d'entre eux seul dans une fonderie de moulage de précision avec de la machinerie lourde et beaucoup de monde, ils peuvent en fabriquer des milliers avec des moulages permanents et même jetables.
Et peut même l'utiliser pour l'art et les décorations. En fait, il peut être utilisé pour l'industrie. Mais les propriétaires de petites entreprises et les artisans peuvent le fabriquer à plus petite échelle avec différents types de matériaux pour fabriquer de l'art et des bijoux.
Pourquoi est-ce appelé moulage de précision?
Le moulage à modèle perdu est une technique de moulage séculaire basée sur le moulage à la cire perdue. La procédure est connue de cette manière car le modèle de moule utilisé dans ce processus de coulée est «investi» avec un matériau liquide. Au cours du processus de moulage à la cire perdue, les matériaux de revêtement sont utilisés pour créer un moule dans lequel le métal liquide peut être versé.
Quelle est la différence entre coulée et moulage ?
Maintenant que vous savez ce qu'est le moulage de précision et que cela implique des moules, vous devez vous demander s'il existe une différence entre les deux.
Et oui, il y en a. La distinction fondamentale entre le moulage et le moulage est le matériau utilisé dans l'opération. Le moulage se fait normalement avec du métal, mais le moulage se fait avec du plastique. Dans les deux cas, le matériau fondu est versé dans une matrice ou un moule pour obtenir la forme finale.
Et voici une étape de fonderie de précision en aluminium dans laquelle la technologie joue un grand rôle. Aujourd'hui, l'activité d'impression 3D est devenue plus accessible aux gens, rendant le processus de moulage encore plus courant.
Vous pouvez trouver de nombreuses petites entreprises en ligne qui utilisent les modèles en plastique fabriqués avec la machine d'impression 3D pour fabriquer des moules. La résine est le matériau le plus couramment utilisé par eux pour fabriquer des objets d'art et d'artisanat avec ces moules. Ils fabriquent des dessous de plat, des boucles d'oreilles et beaucoup de figurines avec ces moules.
À plus grande échelle, certaines fonderies et industries de moulage de précision commencent à voir un avantage à utiliser les modèles imprimés en 3D pour fabriquer des moules permanents. De cette façon, les processus de modèle et de modélisation peuvent être moins chers et plus rapides, exigeant moins de temps et d'argent pour des résultats similaires. Même si plus les machines d'impression 3D sont précises, plus elle sera chère.
Mais en parlant de cela, quels types de moulage de précision en aluminium existe-t-il ?
Types de moulage de précision dans les industries
Il n'y a pas qu'un seul type de métal dans le processus de revêtement de moulage de précision. En fait, la gamme peut surprendre beaucoup de gens. C'est un procédé économique et très polyvalent. Le moulage à la cire perdue peut être utilisé pour une variété d'applications. Le moulage de précision est un excellent choix pour les personnes qui privilégient la qualité et le gain de temps.
Il existe de nombreux types de moulages, tels que :
- Moulage en acier inoxydable.
- Moulage en acier au carbone.
- Coulée de métal.
- Coulée rapide de prototypes.
- Moulage de précision en aluminium
- Coulée de laiton
- Coulée de bronze
- Coulée de cobalt
- Moulage d'acier à outils
Voir? Il y a beaucoup de possibilités, et pas seulement pour les métaux, mais aussi pour le boîtier. Différents types de résultats exigent différents types de moulage. Certains sont plus populaires que d'autres, mais voici quelques-unes de ces possibilités qui peuvent être faites.
● Moulage au sable
Procédé de fabrication de pièces moulées dans un moule en sable. Le moulage au sable peut produire de l'acier, du fer et la majorité des moulages d'alliages non ferreux.
Cette méthode est idéale pour les détails précis et les motifs de forme complexe. Il a un coût subjectivement bas et il est le plus utilisé avec les pièces et pièces automobiles.
● Moulage sous pression par gravité
Il s'agit d'une technique de moulage dans laquelle la matière fondue est injectée avec un moule métallique par gravité puis refroidie et solidifiée à l'intérieur du moule pour produire une pièce moulée.
Mais il est nécessaire d'évacuer l'air à l'intérieur du moule, donc des actions après le processus doivent encore être prises. Cette méthode est en fait plus sujette à la fissuration et à la rupture, il est donc nécessaire d'être très prudent avec le produit final.
● Moulage à basse pression
Cette méthode utilise la pression pour s'assurer que la coulée cristallise et garantit la meilleure qualité du produit. Il est idéal pour les pièces moulées minces et utilise tout le métal fondu nécessaire, laissant moins de déchets.
L'équipement simple contribue également à la valeur de rentabilité. Il nécessite également moins de main-d'œuvre et sa simplicité facilite la formation et l'utilisation des matériaux.
● Coulée Centrifuge
Dans cette technique de coulée, les matières premières sont transformées en un moule de filature, qui est ensuite rempli et cimenté par la force centrifuge.
Cette méthode utilise beaucoup moins de métal que les autres. Le processus de filature est un bon choix pour faire percer le matériau liquide à travers tous les coins du projet. Mais il y a quelques inconvénients à ce processus. Cela implique beaucoup plus de machines et la qualité finale n'est peut-être pas la meilleure.
● Moulage sous vide
Un processus avancé de moulage sous pression qui améliore les propriétés mécaniques et la qualité de surface des pièces moulées sous pression en éliminant ou en réduisant considérablement les pores et les gaz dissous dans le processus en extrayant le gaz de la cavité du moule. C'est un excellent moyen de fabriquer des pièces moulées plus minces, et moins de machines sont nécessaires.
● Compression moulage sous pression
Le moulage sous pression par compression est un processus d'obtention immédiate du produit ou de l'ébauche en durcissant un métal liquide ou semi-solide sous une pression accrue et une mise en forme fluide. Il offre les avantages d'une utilisation élevée de métal liquide, d'un processus plus simple et d'une qualité constante.
Il s'agit d'un processus de formage des métaux qui utilise moins d'énergie et a un large éventail d'applications possibles. Aide également à éliminer les pores et autres défauts éventuels de la pièce.
● Coulée de mousse perdue
Il s'agit d'un processus de moulage révolutionnaire dans lequel un groupe de modèles est formé en combinant des modèles de paraffine ou de mousse dont la taille et la forme sont comparables au moulage. Après brossage et durcissement du revêtement réfractaire, celui-ci est vibré en l'enfouissant dans du sable de quartz sec. Le métal liquide occupe l'emplacement du modèle après solidification et refroidissement après avoir été coulé sous pression appliquée pour vaporiser le modèle.
Ainsi dès qu'il sera prêt, vous disposerez d'une pièce moulée de haute précision. Cette méthode est également excellente pour la planète, elle est propre et ne pollue pas.
● Coulée continue
Il fonctionne sur l'idée de verser continuellement du métal en fusion dans un moule métallique spécifique appelé cristalliseur. La pièce moulée durcie (en croûte) est constamment retirée de l'extrémité opposée du moule et peut avoir n'importe quelle longueur ou longueur de pièce coulée.
Pour son action de refroidissement rapide, le matériau est résistant et résistant. C'est aussi un procédé très économique.
● Moulage de précision
Quant au moulage à modèle perdu de l'aluminium, il s'agit de fabriquer un motif à partir d'un matériau fusible et de recouvrir la surface du motif avec de nombreuses couches de matériau réfractaire. La conception est ensuite fondue hors de la coque du moule pour obtenir un moule sans surface de séparation. Enfin, le processus se remplit après cuisson à haute température.
Celui-ci a la plus grande précision en ce qui concerne les dimensions de surface et les caractéristiques géométriques.
Avantages et inconvénients du moulage à la cire perdue
Vous savez déjà à quel point le moulage de précision est rentable et de haute qualité, comparons maintenant vos avantages et vos inconvénients !
Avantages
- Il donne une finition lisse au produit final.
- Il a une production plus rapide
- Tolérances étroites
- Outillage abordable
- Variation de taille haut de gamme
- Grande variété de matériaux (ferreux et non fereux)
Inconvénients
- Délai plus long
- Un peu plus cher que le moulage au sable
C'est en fait un excellent processus. Et une option incroyable pour ceux qui ne veulent pas d'étapes complexes tout en obtenant un produit final presque parfait.
Mais pourquoi la cire est-elle utilisée dans le processus de moulage de précision ?
Lors des opérations de montage et de finition, les cires collantes sont largement utilisées. Ces cires aident à lier ensemble différentes cires à motifs ou à la construction d'un assemblage de carottes. La cire aide à la formation d'un adhésif fort entre les pièces, leur permettant de résister à la manipulation des ouvriers pendant la création de la coque en céramique.
La cire est le meilleur matériau pour aider le moule à être précis et solide. Plus le moule est serré, plus le produit final sera lisse et précis. Elle peut fondre plus tard, de manière simple et rapide. Mais le moule fabriqué par celui-ci reste propre et lisse, sans interrompre la finition de la pièce. C'est aussi un matériau peu coûteux, ce qui en fait une option courante pour toute l'industrie.
Quelle est la différence entre le moulage de précision et le moulage au sable ?
Le moulage au sable et le moulage de précision sont deux procédés de production d'objets métalliques qui consistent à verser du métal en fusion dans des moules. Bien que ces technologies soient millénaires, elles ont été développées au fil du temps pour réduire la quantité de métal utilisée et la quantité d'usinage et de polissage nécessaires. Cependant, il existe des distinctions substantielles entre ces deux procédés de fabrication de composants métalliques.
Leur processus peut sembler similaire, mais la principale différence réside dans le moule. L'un utilise du sable et l'autre de la cire.
Le moulage à modèle perdu a également un coût de pré-production élevé pour développer une conception en cire et une coque en céramique, puis fabriquer des articles finis lisses. Bien que le moulage au sable soit moins cher que le moulage de précision, il nécessite un post-traitement pour faire face à la surface rugueuse du produit final.
Comprenons les deux méthodes pour avoir une meilleure vue de la façon dont ces différences affectent chaque processus de revêtement de moulage de précision.
comment les différences de moulage au sable et de moulage de précision affectent chaque processus.
Moulage en sable
Dans cette méthode, un moule est fabriqué en compactant du sable autour du motif ou du modèle du projet achevé. On peut déchirer le design, vous pouvez le retirer du moule. Vous pouvez réassembler les deux pièces du moule et verser le métal en fusion dans les trous. Lorsque le métal a suffisamment refroidi, il peut retirer les pièces. Peut récupérer le sable à nouveau et les morceaux séparés.
Ainsi, le moule en sable peut être réutilisé ou recréé. Le coût peut être réduit puisqu'il peut retirer le sable du moule et l'écraser pour le refaire.
Généralement, ces moules sont constitués de deux parties. Ils se rejoignent étroitement, de sorte que le matériau peut se déverser à l'intérieur. Mais le moule ne peut pas être réutilisé. Ils sont pour la plupart détruits au cours du processus. Comme le sable est réutilisable, d'autres moules sont faciles et rapides à réaliser.
C'est également très bien avec des pièces détaillées et de formes complexes, mais le produit final ne peut pas s'avérer aussi précis.
Monnaie d'investissement
En ce qui concerne le casting d'investissement, les choses sont un peu différentes. Ses produits finis sont lisses et fondamentalement parfaits, pleins de détails et solides.
Dans ce cas, le moule est fabriqué en construisant une version en cire du produit final. Ensuite, le moule entre dans un endroit à haute température et le modèle en cire fond.
Plusieurs conceptions de cire peuvent être intégrées dans un arbre et soigneusement connectées à l'aide de rails et de carottes de cire pour couler plusieurs composants à la fois. Après cela, "l'arbre" est continuellement plongé dans une suspension de céramique, qui durcit en séchant.
L'arbre et ses motifs sont chauffés pour dissoudre la cire après avoir obtenu de nombreuses couches de céramique qui ont pu se solidifier. La cire dans les carottes et les portes s'écoule également de l'arbre, formant des tunnels et des pipelines pour que le métal en fusion suive et remplisse complètement le moule.
La différence entre ce processus et le processus de moulage au sable est le moule qui ne peut pas être réutilisé ou récupéré. La cire fond à des températures plus élevées, mais le sable ne fait que se dissoudre, mais il peut être refait à nouveau.
Comment se déroule le processus de moulage de précision?
Vous allez maintenant apprendre étape par étape comment ces moules sont fabriqués et comment le produit fini est mis sur le marché.
1. Création de motifs
Il faut d'abord créer le patron du produit final. Je peux le faire de bien des façons. Peut injecter la cire dans une matrice, façonnée manuellement à partir d'un bloc de cire, ou produite à l'aide d'une imprimante 3D et du matériau de cire approprié.
2. Fabriquer un arbre
Un arbre est une structure où les moules sont assemblés. À ce stade, on parle d'arbre, car chaque dessin de cire séparé est en fait une « branche » et sera combiné en une seule œuvre d'art finie une fois le processus terminé.
3. Le lancer
Le moulage décortiqué est ajouté autour de l'arbre après sa construction. L'arbre est d'abord immergé dans une suspension de céramique. Ensuite, il est immergé dans du stuc de sable fin. Pour qu'il puisse être utilisé, le moulage doit être complètement sec. Ces étapes peuvent être répétées jusqu'à ce que le moule soit suffisamment épais pour résister aux forces de coulée.
4. Enlever la cire
Les modèles en cire doivent être retirés avant que le matériau choisi ne soit mis dans le moule fraîchement décortiqué. Ceci est fréquemment accompli en chauffant la cire dans un four. Pour chauffer la cire, la vapeur peut également être utilisée. Le moule peut se retourner pour permettre à la cire liquide de s'écouler et de la réutiliser pour créer des motifs de cire frais.
5. Verser le matériau
Une fois la cire retirée, le matériau de choix est versé dans le trou laissé par la cire. Le liquide prendra la forme du moule et pourra refroidir. Il restera ainsi jusqu'à ce qu'il soit complètement sec et solide. Il est maintenant temps de le terminer.
6. Retrait et finition du produit
Après refroidissement, le moule doit se casser pour révéler le résultat final. La prochaine étape consiste à polir l'article!
Vous allez maintenant apprendre étape par étape comment ces moules sont fabriqués et comment le produit fini est mis sur le marché.
Un bref historique du processus de moulage de précision
Le moulage de précision est devenu populaire pour la première fois en tant que méthode industrielle contemporaine à la fin des années 1800, lorsque les dentistes ont commencé à l'employer pour les couronnes et les incrustations des sociétés de moulage de précision, comme l'a rapporté Barnabas Frederick Philbrook de Council Bluffs, Iowa en 1897. William H. Taggart de Chicago, dont La publication de 1907 rapporte sa découverte d'une technique, accélère son application.
Il a également créé un matériau de revêtement et une machine de coulée à pression d'air, ainsi qu'un composé à modeler en cire aux qualités exceptionnelles. Mais pendant la Seconde Guerre mondiale, il y a eu une augmentation de la demande de production de formes nettes précises et d'alliages spécifiques qui ne pouvaient pas être moulés à l'aide de processus réguliers ou nécessitaient un usinage excessif. L'industrie s'est tournée vers le moulage de précision. Après la guerre, il a été utilisé dans une variété d'applications commerciales et industrielles qui nécessitaient des pièces métalliques complexes.
Cependant, le moulage de précision a une longue histoire qui remonte à des milliers d'années. Son utilisation initiale était principalement pour les décorations et les bijoux, avec des motifs en cire d'abeille naturelle, des moules en argile et des soufflets à entraînement manuel pour alimenter les fours.
Des exemples sont découverts dans le monde entier, notamment des civilisations perdues depuis longtemps, notamment la tombe de Toutankhamon en Égypte, le Mexique aztèque et maya et la culture béninoise en Afrique. La méthode a créé des œuvres d'art complexes en cuivre, en bronze, etc. et en or.
Applications de moulage de précision
Avec la disponibilité accrue d'imprimantes 3D à plus haute résolution, l'impression 3D peut désormais être utilisée pour créer des moules sacrificiels beaucoup plus grands pour le moulage de précision. Space Technology a utilisé le processus pour imprimer le moule d'un nouveau petit satellite. Qui a ensuite été trempé dans de la céramique pour fabriquer le moulage de précision d'un bus spatial en titane avec un réservoir de carburant intégré et un acheminement des câbles intégré.
Les fabricants d'armes à feu utilisent couramment le moulage de précision pour produire des récepteurs de fusil, des déclencheurs, des marteaux et d'autres composants de précision à faible coût. Et il est présent dans votre vie quotidienne, y compris les pièces de votre réfrigérateur et de votre voiture. Les pièces nécessaires pour monter ces appareils électroniques, et bien d'autres, sont produites en masse avec ces techniques et similaires.
Conclusion
Le moulage à la cire perdue est une méthode connue dans le monde entier pour produire en masse des pièces et des pièces pour les machines. C'est économique et rentable pour l'industrie. Le moulage à modèle perdu fournit des composants de précision tout en réduisant les déchets de matériaux, la consommation d'énergie et l'usinage ultérieur. Il peut également assurer la création de pièces extrêmement compliquées. Cela rend la méthode de moulage de précision très précieuse pour les ingénieurs de conception.
Cette procédure est utilisée pour la fabrication de petites pièces depuis plus de 5,000 XNUMX ans. Il a d'abord été utilisé pour fabriquer des bijoux et des décorations, et à ce jour, les propriétaires de petites entreprises et les artisans utilisent cette méthode pour créer de l'art à plus petite échelle. De nombreuses entreprises à la recherche de composants légers et sophistiqués considèrent ce type de moulage comme l'avenir.
En trempant une cire ou une conception polymère appropriée dans la suspension de matériau réfractaire, un modèle de moulage à la cire perdue est revêtu. Cette opération de trempage est répétée plusieurs fois pour améliorer l'épaisseur et la résistance du revêtement une fois que le revêtement en matériau réfractaire s'est solidifié.
Une fois la couche finale solidifiée, la cire est fondue et du métal fondu, ou même d'autres matériaux, sont versés dans la cavité créée par la conception en cire. La coulée de métal est retirée du moule réfractaire une fois que le métal s'est solidifié dans le moule.
Ce processus présente de nombreux avantages, tels que des tailles haut de gamme, il peut facilement reproduire des motifs de forme complexe et permet de fabriquer des produits solides. Le coût n'est pas aussi élevé qu'il peut l'être, c'est donc une bonne option pour ceux qui veulent obtenir un produit de haute qualité avec des outils simples.
Pour créer les composants complexes, l'outil de moulage à la cire perdue est souvent composé de plusieurs sections qui sont assemblées. Ce coût « amont » est élevé, mais il est facilement compensé par l'absence d'usinage et/ou de construction ultérieurs.
Il y a beaucoup à apprendre sur le monde métallurgique et comment il affecte notre vie quotidienne. D'une petite pièce dans une voiture qui peut prévenir les accidents ou nous apporter du confort, à une partie d'un bus spatial !
