Applications de prototypage rapide dans la fonderie de métaux

Et jusqu'à présent, le processus de moules de coulée de métal était le moyen le plus rapide de produire un grand nombre de pièces et de pièces précises. La technologie s'améliore constamment pour répondre à la croissance constante de la demande du marché. Aujourd'hui, Rapid Casting est un développement nécessaire pour assurer la croissance continue de l'industrie de la fonderie de métaux.

Les méthodes habituelles, telles que la coulée à la cire perdue et la coulée sous vide ne sont pas particulièrement connues pour leur rapidité. Comme ils ont besoin de beaucoup de matériel lourd et coûteux pour travailler, ils peuvent être très coûteux. Alors pour les mettre en œuvre, le processus de Prototypage Rapide est arrivé avec une solution. Avec des pièces fabriquées à grande vitesse et un volume croissant, le rapport coût-bénéfice est certainement pris en considération.

Mais pour mieux comprendre comment ce processus aide l'industrie à plus grande échelle, nous devons comprendre les bases. Dans cet article, vous apprendrez ce qu'est la coulée de métal, comment couler du métal et les applications du prototypage rapide dans le processus de coulée de métal. Alors continuez à lire !

Qu'est-ce que la coulée de métal ?

Traitement des défauts de coulée d'acier

La coulée de métal est une technologie ancienne. Dans le processus de coulée de métal, le métal en fusion se déverse dans une cavité de moule. Il peut refroidir puis retirer le moule pour donner la forme du métal.

Avec le temps, les innovations en matière d'automatisation des opérations de fonderie ont simplifié la tâche de traitement de grandes quantités de pièces moulées tout en améliorant leur qualité. La coulée de métaux en objets utilisables a évolué au cours de milliers d'années pour devenir plus précise et mécanisée, mais le processus sous-jacent est resté pratiquement le même.

Une brève histoire de la fonte des métaux

Environ 4000 avant JC

L'histoire des moules de coulée de métal est apparue pour la première fois en 4000 av. L'or était le premier matériau de coulée en raison de la difficulté d'obtenir du minerai pur. Puis, parce que le bronze était plus dur que l'or, il est devenu le métal de choix pour la coulée.

Environ 2000 avant JC

En 2800 avant JC, la technologie de la coulée des métaux avait trouvé son chemin vers l'Égypte, et la conduite efficace de cette procédure était extrêmement importante lors de leur montée en puissance tout au long de l'âge du bronze. La dynastie Shang en Chine a été la première à utiliser le moulage au sable lors de la fusion des métaux vers 1300 av. La fonte n'a pas été utilisée comme instrument ou ornement militaire avant la dynastie Qin, plus de 300 ans plus tard.

Environ 1000 avant JC

Plus de mille ans plus tard, les religions ont eu un grand impact sur les castings. Comme ils l'utilisaient pour l'art masculin et le prestige de leurs dieux, ils ont commencé à l'utiliser pour faire leurs propres cathédrales. Les églises et les cathédrales ont été construites par la main des fondeurs.

18th siècle

Puis les guerres ont commencé et les gens ont appris à fabriquer des fusils et des canons à partir de fonte. Pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale, le moulage a été utilisé pour fabriquer du tir à l'arc militaire. Des armes et des machines étaient produites en masse par l'industrie qui allait bientôt être la naissance de toutes les technologies d'aujourd'hui.

Puis la révolution a commencé

Toutes les industries ont commencé à bénéficier de l'industrie de la fonderie. Soins de santé, avec des machines et des équipements en constante amélioration. L'armée, avec de nouvelles armes et dispositifs de sécurité. Et même les transports, les bus et les voitures ont commencé à avoir l'air modernes et à avoir beaucoup plus de confort grâce aux pièces moulées.

Et pas seulement les bijoux ou les gros transports utilisent cette technique. Les jouets en métal moulé sous pression ont longtemps été un succès et sont toujours sur le marché à ce jour.

L'industrie de la santé a également connu sa révolution avec la coulée de métal. De nouvelles machines et équipements, toujours plus précis, ont commencé à être fabriqués et à améliorer la santé des gens partout. Un égal en esthétique et en qualité de vie, en dentisterie.

Les dentistes ont commencé à utiliser et à améliorer les prothèses partielles en métal coulé, pour redonner aux gens leur estime de soi et l'intégrité de leur mâchoire. Une prothèse partielle coulée est une prothèse partielle amovible constituée d'une armature en métal coulé avec de fausses dents noyées dans de la résine acrylique.

Aujourd'hui, vous pouvez trouver des pièces de coulée de métal partout. Du téléphone portable dans votre main à l'équipement qui transporte votre nourriture jusqu'à l'épicerie. Alors maintenant, comprenons comment couler du métal !

moulage de précision vs moulage au sable
moulage en acier au carbone

Comment couler du métal ?

La coulée de métal est une technique très unique et ancienne, mais la principale différence entre chaque méthode est généralement le matériau du moule ou l'équipement utilisé pour la coulée. Cependant, le processus est pratiquement le même.
La coulée de métal, à ce jour, est utilisée pour fabriquer des bijoux et de l'art. Partout dans le monde, les gens explorent différentes façons de couler le métal et de le transformer en quelque chose de nouveau. Ils peuvent utiliser de l'eau, différents matériaux et même de la nourriture pour lancer. Mais pour cet article, gardez à l'esprit que la partie à venir concerne le processus industriel de coulée de métal.

Un guide étape par étape

1. Un motif est créé

En règle générale, les motifs sont créés en bois, en métal, en plastique ou en cire. Il s'agit d'une partie essentielle du monde de la fonderie industrielle, où des calculs précis sont nécessaires pour garantir que les composants s'emboîtent et fonctionnent ensemble. Ce sont eux qui vont former le moule après la coulée du métal.

2. Parfois, les pièces doivent être creuses

Pour cela, une pièce centrale est fabriquée. Généralement à partir du même matériau que le moule, mais dans certains cas, il peut même être en métal, mais il doit pouvoir sortir après. Cela garantira que la pièce reste creuse à l'intérieur et remplit sa fonction.

3. La partie coulée de métal

Maintenant, pour fabriquer le moule de coulée de métal, la pièce doit être plongée dans une substance semblable à la céramique. Ce processus se produit plusieurs fois jusqu'à ce qu'il atteigne l'épaisseur nécessaire. Une fois sec, le moulage passe dans une chambre à haute température et le motif fond. Maintenant, le moule de coulée de métal est vide pour la prochaine étape.

4. Verser le métal

Le métal ou autre matériau utilisé est chauffé jusqu'à ce qu'il fonde avant d'être versé ou pressé dans le moule et laissé à se solidifier. Une fois qu'il est complètement sec, le processus de retrait commence. Avec la pression, en secouant ou en cassant complètement le plâtre, la pièce est libérée. Certaines méthodes nécessitent que le plâtre soit complètement jeté, mais certaines peuvent en fait être réutilisées, ainsi que les moules.

5. Presque terminé !

Maintenant, pour vraiment finir les métaux moulés sous pression, les détails les plus fins sont fixés. La pièce est nettoyée et polie et maintenant elle est prête à être commercialisée. Si des défauts sont trouvés, la pièce est jetée.

Quelle différence le prototypage rapide fait-il dans le moulage des métaux ?

Jusqu'à il n'y a pas si longtemps, nous n'avions que quelques façons de créer rapidement des modèles pour la coulée de métal. Faire des métaux moulés sous pression à partir de zéro, sculpter à partir de blocs de métal ou les monter avec des feuilles de métal.

Pouvez-vous imaginer faire chaque motif chaque fois que vous avez besoin d'un moule ? Cela peut prendre beaucoup de temps et aussi avoir un coût élevé. Heureusement, la technologie évolue et l'évolution pour être chaque jour plus rapide et plus précis commence enfin, avec le processus de prototypage rapide.

Le temps d'attente pour la fabrication d'un modèle peut être réduit de moitié en imprimant les composants du moule, les moitiés de moule et les noyaux !

Avec la précision que ces machines d'impression 3D peuvent apporter, moins de temps et de ressources sont gaspillés dans le processus, et nous pouvons toujours maintenir la qualité et la précision du moule.

Et ils peuvent aussi avoir des objectifs différents, il existe 3 types de machines d'impression 3D utilisées dans différents scénarios. Tel que:

Modélisation des dépôts fondus (FDM)

La machine FDM fait fondre le filament thermoplastique avant de l'extruder. L'ordinateur contrôle soigneusement l'extrusion conformément à la conception 3D, produisant chaque couche en séquence. Une fois toutes les couches posées, la coulée du métal peut commencer.

La machine FDM a une variété moyenne de matériaux qui peuvent être imprimés mais a une bonne précision avec les détails. Malheureusement, il ne prend pas en charge les versions de grande taille.

Frittage laser sélectif (SLS)

Cette machine utilise du matériel d'impression fourni sous forme de poudre. La poudre est fondue à l'aide d'un laser pour construire chaque couche du composant. La poudre fraîche est étalée sur la partie à moitié finie et la procédure est répétée jusqu'à ce que tout soit terminé et prêt à être coulé.

Cette machine peut contenir une large gamme de matériaux à imprimer, avec une précision suffisante et de grandes tailles de construction. Malheureusement, la finition de surface peut être médiocre.

Stéréolithographie

Celui-ci, comme le SLS, utilise également un laser, mais dans ce cas, il aide à solidifier le matériau. Une fois que chaque couche est fondue et placée par conception, le laser est activé et solidifie cette couche. Ensuite, la machine à imprimer passe à la suivante, et ainsi de suite. Cela peut être un peu plus rapide car le séchage se produit en cours de route.

Cette machine a également une gamme moyenne de matériaux à imprimer, mais elle peut offrir des tailles de construction plus grandes, tout en étant l'une des plus hautes précisions lors de l'impression. Cependant, la machine de stéréolithographie peut être plus chère que les autres.

Nous pouvons maintenant comprendre comment cela s'applique à chaque type de coulée de métal.

Types de coulée de métal

Maintenant que vous connaissez la procédure de base du processus de coulée de métal et comment le prototypage rapide peut vous aider, nous pouvons explorer certaines des méthodes et ce qui rend chacune plus unique que l'autre !

sable de métal

Moulage au sable - Sable de coulée de métal

Procédé de fabrication de pièces moulées en métal dans un moule en sable (sable de coulée de métal). Cette méthode est la mieux adaptée pour les détails délicats et les motifs parfaitement formés. Il a un faible coût subjectif et est largement utilisé avec les pièces et composants automobiles.

Le moulage au sable est une méthode populaire pour produire des composants moulés. Le métal en fusion est coulé dans un moule jetable en sable de fonderie qui contient un liant dans cette technique. Il est principalement utilisé pour ses fonctionnalités réutilisables. Le moule et le moulage, après avoir été brisés en morceaux, peuvent être refaits et réutilisés !

Pour cette méthode (sable de coulée de métal), l'utilisation du prototypage rapide peut aider à accélérer le processus ou à élargir la plage de taille de la coulée de métal. Les modèles peuvent être en caoutchouc, en matériaux semblables à du papier ou même en résine.

ponçage d'investissement

Monnaie d'investissement

Il s'agit d'une procédure qui comprend la formation de motifs dans des matériaux de soudure comme la cire, le recouvrement de la surface du motif avec diverses couches de produits en céramique, puis la fusion du motif hors de la coque du moule pour créer un moule qui peut être rempli après cuisson à haute température. .

Le moule dans ce processus est fait d'un matériau qui peut être brûlé. Mais le processus de prototypage rapide peut aider à créer un moule qui n'a pas besoin d'être jeté. Ou le processus de création de patrons peut être accéléré grâce à l'utilisation de machines d'impression. Plus de modèles peuvent être faits et la production augmente.

Conception de système d'injection de coulée de précision

Coulée en moule permanent

Des moules de coulée de métal qui peuvent être réutilisés sont utilisés dans cette méthode. Les moules et noyaux métalliques sont les outils immédiats du moulage permanent car ils sont réutilisables. Les technologies de prototypage rapide peuvent être utilisées comme outils directs ou indirects dans le processus de production de moules permanents. Cela peut augmenter la taille et la vitesse du processus, ainsi que la précision et la longévité des moules.

Tous les métaux peuvent-ils être coulés ?

La coulée est un processus de solidification, ce qui implique que la plupart des qualités de la coulée sont contrôlées par les phénomènes de solidification. Et, avec l'utilisation de la chaleur, tous les métaux et alliages peuvent être liquéfiés et ainsi s'écouler, généralement sous l'influence de la seule gravité. En conséquence, presque tous les métaux peuvent être coulés.

Mais à travers l'histoire, nous avons eu tendance à étudier les matériaux que nous voulions utiliser. Les métaux lourds comprennent les premiers métaux découverts, tels que le fer, le cuivre et l'étain, ainsi que des métaux précieux comme l'argent, l'or et le platine. Avec eux sont venus les premiers ornements, armes et équipements. Avec le temps et de nombreuses expérimentations, les gens ont commencé à explorer d'autres types de métaux et leurs impuretés.

Maintenant, pour chaque méthode de coulée de métal, certains métaux fonctionnent mieux que d'autres.

Le moulage au sable est compatible avec une large gamme de métaux et d'alliages, notamment le fer, l'acier, l'aluminium, le bronze, le magnésium, le zinc et l'étain. Les entreprises de fabrication peuvent avoir besoin de chauffer jusqu'à 3,000 XNUMX degrés Fahrenheit en fonction du métal ou de l'alliage exact utilisé.

En ce qui concerne la méthode de moulage de précision, la plupart des métaux courants, tels que l'aluminium, le bronze, le magnésium, l'acier au carbone et l'acier inoxydable, peuvent être utilisés. Les métaux non ferreux, notamment le zinc, le cuivre, l'aluminium, le magnésium, le plomb, l'étain et les alliages à base d'étain, sont utilisés pour fabriquer la majorité des pièces moulées sous pression. Une machine à chambre chaude ou à chambre froide est utilisée selon le type de métal coulé.

Nous avons trouvé beaucoup de façons différentes d'utiliser différents matériaux. Pour chaque type de métal, nous pouvons trouver la solution idéale.

Peut-on utiliser du métal sur de la fonte ?

Maintenant que vous en savez plus sur le moulage et le moulage des métaux. Et oui, les casseroles en fonte sont exactement ce que vous pensez !

Ils ont été fabriqués avec la technique du moulage, et peuvent même être artisanaux. Il existe en effet du Prototypage Rapide lorsqu'il s'agit de grandes marques, mais elles peuvent aussi être fabriquées à partir de rien. Mais il n'est pas fait de fer pur, il y a donc quelques précautions à prendre.

La fonte est une sorte d'alliage fer-carbone contenant plus de 2% à 4% de carbone. Il contient également des quantités variables de silicium et de manganèse, ainsi que des traces d'impuretés comme le soufre et le phosphore. Le minerai de fer est réduit dans un haut fourneau pour produire de la fonte. Le fer est ensuite coulé ou coulé et durci en lingots bruts. Il est ensuite refondu avec des déchets et des matériaux d'alliage. Il est ensuite refondu dans des moules pour créer une gamme de produits.

Vous pouvez trouver de la fonte dans les constructions, les tuyaux, les machines et les pièces automobiles, ainsi que dans votre cuisine. Il est connu pour sa durabilité dans le temps, mais en même temps, il peut être assez fragile. Il peut devenir très cassant, donc avec le temps, il a été remplacé par de l'acier dans la construction.

Peut-on utiliser une spatule en métal sur de la fonte ?

Cette réponse pourrait vous surprendre, mais oui ! Cependant, il a certaines conditions. Dès que vous recevez votre nouvelle poêle en fonte, vous devez l'assaisonner. Si vous ne le faites pas, en plus d'y coller de la nourriture, vous pouvez facilement y faire des chips et des risques.
Cela peut être la casserole la plus durable avec laquelle vous cuisinerez si vous en prenez bien soin. Traitez-le mal et vous pouvez le ruiner pour toujours !

Voici donc comment assaisonner une poêle en fonte :

  • Frottez-le bien sous l'eau chaude avec du savon;
  • Séchez-le complètement;
  • Enduire toute la surface d'huile végétale;
  • Mettez-le au four pour cuire à l'envers pendant 1 heure;
  • Laissez-le refroidir à l'intérieur du four et répétez jusqu'à ce qu'il soit brillant !

Pour le nettoyer, n'utilisez pas de savon et faites attention à la chaleur. La poêle doit toujours être suffisamment chaude pour faciliter le récurage, mais pas trop chaude pour la brûler. Enduisez-le toujours d'huile végétale avant de faire cuire quoi que ce soit, et avec le temps, il deviendra encore meilleur et rien ne collera !

Applications de la coulée rapide des métaux

La coulée rapide de métal peut être utilisée dans la fabrication de prototypes et de projets à court terme. Il s'agit du processus de création d'éléments composants pour construire un modèle fonctionnel d'un produit et tester ses fonctionnalités et ses limites.
Certaines pièces moulées en métal sont utilisées dans les moteurs qui nécessitent une résistance extrême à la chaleur et au froid. Les tuyaux en fonte doivent éviter la corrosion et les hautes pressions. Les autres pièces moulées doivent être légères et robustes. Le but des pièces est de fournir des tolérances précises entre la dilatation et la contraction dans de nombreuses applications.
Alors pour voir en détail où nous pouvons voir l'application de la coulée rapide de métal dans nos vies, continuez à lire !

automobile

Industries automobiles

Les progrès de l'impression 3D ont une influence significative sur la capacité des ingénieurs à tester des concepts et à commercialiser rapidement des articles. Étant donné que les prototypes produisent des résultats de test plus rapidement et en plus grande quantité, de simples modifications de la conception peuvent être apportées et un nouveau prototype peut être reproduit relativement rapidement.

La plupart du temps, en aérodynamique et dans l'industrie automobile, il est inutile de tester les mêmes principes sur le même matériau. Cela offre aux ingénieurs une liberté puisqu'ils peuvent tester le produit autant de fois qu'ils le souhaitent en utilisant du plastique et de la cire avant de le rendre public. L'impression 3D aide les ingénieurs automobiles à accélérer le développement et à accroître l'efficacité.

Nous pouvons voir l'utilisation de ces technologies dans les blocs moteurs, les ventilateurs de refroidissement, les bouchons de carburant, les vannes d'air des camions/autobus, les boîtes de vitesses, les pédales, les moteurs et bien d'autres composants dans les véhicules et les machines.

moulage en sable

Services de santé

Au fur et à mesure que nous évoluons, l'environnement qui nous entoure évolue, nous découvrons de nouvelles maladies et de nouvelles faiblesses dans notre corps humain. Pour faire face à tous les défis qui viennent avec la vie, nous devons être préparés. La médecine est la technologie la plus avancée dont nous disposons. Aujourd'hui, nous pouvons faire des choses que nous pensions longtemps auparavant ne pouvant être que des miracles. Et c'est aussi grâce à l'industrie du moulage des métaux.

Avec un équipement nouveau et amélioré, nous pouvons mieux prendre soin les uns des autres. Et grâce aux nouvelles technologies disponibles, nous pouvons fondre avec précision même la plus petite des pièces. Vous pouvez utiliser des procédures et des traitements délicats dans le monde entier avec le même effet grâce à cela.

Nous pouvons le voir clairement dans les stimulateurs cardiaques, les lits d'hôpitaux, les stéthoscopes, les moniteurs, les pompes à oxygène et les machines qui traitent les cancers, font des opérations et nous donnent une autre chance de vivre.

sable de métal

Appareils électroniques

La preuve est littéralement entre vos mains en ce moment. En lisant cet article, vous pouvez utiliser un smartphone, un ordinateur, une tablette et bien plus encore. Et dire que nous ne pouvions pas utiliser Internet dans la paume de nos mains, n'importe où dans le monde, il y a un peu plus d'une décennie.

C'est là que se concentre la majeure partie de cette industrie, en vous apportant joie et qualité de vie. Grâce à des appareils plus avancés et à une électronique de résolution de problèmes, nous pouvons avoir une maison plus sûre et plus intelligente.

Vous pouvez penser à chaque élément présent dans des appareils tels que votre tablette, votre imprimante, votre casque, vos montres connectées et vos appareils photo.

ponçage des métaux

Art

Oui, même l'art ! Nous avons déjà parlé de la façon dont les artisans et les artistes peuvent utiliser les méthodes de moulage du métal à plus petite échelle pour créer des choses étonnantes. Et maintenant que les imprimantes 3D deviennent de plus en plus accessibles, leur créativité est à son apogée.

Vous n'avez pas besoin de chercher trop loin pour trouver quelqu'un qui fabrique un moule en silicone, en caoutchouc et en beaucoup d'autres matériaux. Les gens gagnent leur vie grâce à leurs propres systèmes de prototypage rapide. Il existe des moules de boucles d'oreilles, des bijoux uniques et des décorations de différents types de moulages, et même des pièces d'art complètes. Avez-vous déjà vu ces vidéos de personnes remplissant une colonie de fourmis abandonnée avec du métal en fusion ? C'est une sculpture naturelle ! En plus du métal remplissant ses moules en fonte de métal, il remplit tous les recoins du labyrinthe de la fourmi, nous donnant l'occasion d'en savoir plus sur le monde dans lequel nous vivons.

Pourquoi le moulage est-il préféré au processus de fabrication ?

Metal Casting produit des pièces précises tout en réduisant les déchets de matériaux, la consommation d'énergie et l'usinage ultérieur. Il peut également assurer la production de composants très compliqués.

Le processus de coulée de métal implique de nombreuses méthodes en forme de chaîne. Cela implique le forgeage, le soudage et, le plus souvent, l'emboutissage. La fabrication est le processus de coulée de métal consistant à fabriquer des articles en utilisant de la main-d'œuvre, de l'équipement, des outils et un traitement ou une formulation biologique ou chimique.

Il peut désigner soit la transformation à grande échelle de matières premières en biens finis, soit le développement d'objets plus compliqués par la vente de produits de base aux fabricants pour la fabrication d'articles tels que des véhicules, des avions ou des appareils électroménagers.

Donc oui. La coulée de métal est un type de fabrication ! La raison la plus convaincante pour laquelle les fabricants utilisent le moulage est l'incroyable liberté de conception qu'il offre. Il s'agit d'une approche très adaptable qui permet l'utilisation de processus de conception complexes qui ne sont pas possibles avec d'autres modes de fabrication. De plus, comme il comprend un processus de production relativement simple et facile, il permet une transition rapide de la matière première au produit final.

Le fait de verser quelque chose dans un moule et de le relâcher ensuite est ce qui le rend si bon. La fabrication de moules parfaits, avec la précision de ces méthodes, peut réduire considérablement le temps de production.

Lorsque vous effectuez ce processus de coulée de métal avec des machines, vous pouvez vous attendre à des problèmes et craindre d'embaucher des employés spécialisés pour s'en occuper. Et une seule machine peut coûter plus qu'elle ne peut produire en peu de temps.

Parce qu'il n'y a pas de limites à l'assemblage des composants ou des formes, le moulage permet également la création de motifs visuellement agréables. Pour obtenir la finition appropriée du moulage, une variété de procédures de moulage peut être utilisée. Le moulage au sable a un aspect rugueux, tandis que le moulage en coquille et le moulage de précision ont un aspect plus lisse. La coulée contribue également à la réduction des contraintes résiduelles dans le produit fini.

Les réductions de coûts sont l'avantage le plus évident de l'utilisation du processus de coulée. La coulée de métal réduit considérablement les coûts de fabrication car elle permet la consolidation de plusieurs éléments en une seule fabrication. Il nécessite également un délai de fabrication plus court, ce qui entraîne une baisse des prix. De plus, la liberté de conception et la flexibilité se traduisent par une réduction de l'usinage et des surcoûts de métal. Et avec le processus de Prototypage Rapide, ces avantages ne font que croître !

Laissez un commentaire

Votre adresse email n'apparaitra pas.