Le moulage est l'une des premières méthodes de production utilisées par de nombreuses organisations industrielles dans l'histoire de l'art et du design. Cependant, leurs utilisations et leurs applications ont une histoire longue et variée et elles continuent de jouer un rôle important dans les domaines de la production artistique et industrielle d'aujourd'hui. Le moulage est un moyen rapide et peu coûteux de donner à un objet en métal (ou autre matériau) la forme souhaitée. Les formes métalliques créées par le processus de coulée peuvent être des conceptions complexes qui, autrement, impliqueraient un investissement technologique important si elles étaient réalisées d'une autre manière. Lisez ce guide pour en savoir plus sur le casting, ses types, ses avantages et ses inconvénients. Voyons d'abord ce qu'est le casting.
Qu'est-ce que le casting?
« Le moulage est une technique de fabrication. Dans le processus de moulage, un matériau liquide est ajouté dans un moule pour obtenir l'article souhaité. Le moule a un espace creux de la forme requise. Le matériau liquide dans le moule est autorisé à se solidifier. Cette partie solide s'appelle un « moulage ». La matière liquide présente dans le moule sous forme solide est éjectée ou cassée du moule pour terminer le processus ».
Types de coulée
Moulage en sable
"Cette procédure de moulage utilise un moule en sable pour créer des moulages. "Le moulage en sable peut être utilisé pour produire de l'acier, du fer et la plupart des alliages non ferreux. La méthode de moulage la plus courante, le moulage au sable, utilise des moules de moulage au sable jetables (le moule du moulage au sable est composé de sable) pour créer des pièces métalliques complexes dans presque tous les alliages. Cependant, le moulage au sable a un faible taux de production.
C'est parce que pour obtenir le produit; vous devez détruire le moule. Par conséquent, cette méthode présente un inconvénient par rapport aux autres méthodes dans lesquelles les moules sont réutilisables. La technique de moulage au sable consiste à utiliser un four, du métal, une conception et un moule de moulage au sable. Tout d'abord, le métal est chauffé dans le four et versé dans un moule en sable. Le moulage solidifié peut être retiré une fois que le moule en sable se sépare le long d'une ligne de division.
Coulée sous pression
"Pour faire une coulée, un liquide métallique à haute pression est forcé dans une cavité de moule métallique de précision à vitesse rapide, puis refroidi et solidifié sous pression."
Le moulage sous pression est un processus de production. Les moules utilisés dans ce processus ne sont pas perdus. Ce sont des moules réutilisables. Ces moules réutilisables sont appelés matrices. Le processus de fabrication de moulage sous pression permet de fabriquer des objets métalliques géométriquement complexes. Un four, du métal, un moule (le moule dans le moulage sous pression est composé de métal), une machine de moulage sous pression et une matrice sont tous utilisés dans le processus de moulage sous pression. Comme le moulage au sable, le métal chauffe dans un four. Ensuite, il force dans un moule de coulée sous pression (matrices). Le métal chauffé dans le four fait de l'aluminium ou du zinc (non ferreux). Le métal fondu alimente les matrices, où il se refroidit rapidement et durcit dans l'article terminé, appelé la coulée.
Les moules de coulée sous pression se composent de deux moitiés avec une cavité. La fonte liquide fondue est forcée dans cette cavité pendant le processus de coulée. Les moitiés sont montées sur une surface de machine fixe et mobile. Les moitiés de moule sont soumises à une forte pression tout au long du processus de coulée, c'est pourquoi des serrures sont incluses. De plus, des zones spécifiques du moule de coulée sous pression sont refroidies et/ou chauffées afin que la coulée se solidifie selon les besoins.
Les fabricants de moulage sous pression sont de deux types :
- Fabricants de chambres chaudes - Ces fabricants peuvent utiliser des alliages à basse température de fusion, par exemple le zinc.
- Fabricants de chambres froides - Ces fabricants peuvent utiliser des alliages à haute température de fusion, par exemple l'aluminium.
Casting d'investissement
"Il y a des milliers d'années, le métal en fusion se déversait dans un moule en céramique jetable selon une méthode connue sous le nom de moulage de précision." À l'ère moderne, il existe de nombreuses fonderies de moulage de précision où le processus de moulage de précision se produit. Tout d'abord, un modèle en cire - un composant jetable ayant la forme de la pièce prévue - peut être utilisé pour créer le moule pour le moulage à la cire perdue.
Une fois que le motif a fondu dans le moule, il peut être recouvert d'une pâte de céramique. Cela « investit » dans le design. Le moulage à la cire perdue est également connu sous le nom de "moulage à la cire perdue" car le modèle de cire peut se retirer du moule. Le processus de lox-wax est un à un, ce qui signifie qu'un motif fait un article. Cela augmente le temps et les coûts de fabrication. Étant donné que le moule se détruit pendant le processus de fabrication, des pièces aux géométries complexes ou aux détails fins peuvent encore être fabriquées.
Moulage en coquille
«La coulée en coquille est un procédé de coulée de métal en sable. Dans ce processus de coulée, le métal en fusion est versé dans un moule jetable de la forme souhaitée ».
Dans le moulage en carapace, en revanche, le moule est une coque à paroi mince réalisée en déposant un mélange sable-résine autour d'un dessin. Plusieurs moules à coque sont fabriqués à partir du modèle, qui est une pièce métallique en forme de pièce souhaitée. Des vitesses de fabrication plus élevées sont possibles avec un modèle réutilisable, alors que des géométries complexes sont possibles avec des moules jetables. Un modèle métallique, un four, une combinaison sable-résine, une benne basculante et du métal en fusion sont nécessaires pour le moulage en coquille.
Coulée centrifuge
"Il s'agit d'une procédure de moulage permanent qui remplit un moule avec un matériau fondu en utilisant la force centrifuge." Cette méthode de moulage est de trois types.
- Coulée centrifuge
- Véritable coulée centrifuge
- Coulée semi-centrifuge
Leur mécanisme du processus est le même. Le métal fondu est versé dans un bol, à partir duquel il est entraîné par centrifugation dans le moule (tournant autour d'un axe). La force centrifuge est la force dirigée radialement vers l'extérieur sur un objet se déplaçant sur une trajectoire courbe. Alfred Krupp a développé le procédé de coulée centrifuge en 1852. Il a utilisé la coulée centrifuge pour fabriquer des roues de chemin de fer. En contrôlant soigneusement la structure du métal et du cristal, des articles de haute qualité peuvent être produits en utilisant cette technique de moulage. Ces techniques de moulage sont principalement utilisées pour créer des objets à symétrie de rotation. Cette procédure ne produit pas le résultat final ; il faut un peu d'usinage pour obtenir une belle finition.
Moulage de moule permanent
La coulée en moule permanent est une méthode de coulée de métal. Dans cette méthode, le moule peut se remplir de métal fondu et reste fermé jusqu'à ce qu'il refroidisse et durcisse dans la forme souhaitée. Le moulage en moule permanent est similaire au moulage au sable. Le moulage au sable, quant à lui, utilise un moule jetable qui est jeté après chaque cycle. Comme le moulage sous pression, les moules permanents utilisent des moules métalliques (matrices) qui peuvent être réutilisés des milliers de fois et sont généralement constitués d'acier ou de fonte. Dans les moules permanents, la coulée peut également être appelée coulée sous pression par gravité, auquel cas il n'y a pas de force externe pour verser le métal fondu dans le moule.
Le moulage en moule permanent est le plus souvent utilisé pour fabriquer de petites pièces en métal de base avec une épaisseur de paroi constante en grande quantité. Les alliages d'aluminium, de cuivre et de magnésium sont les métaux non ferreux couramment utilisés dans cette procédure. Cependant, il peut également utiliser des moules en graphite pour couler le fer et l'acier.
Avantages du moulage
Voici les avantages des pièces moulées qui en font le meilleur parmi la plupart des procédés de fabrication.
- Le moulage donne à l'article une forme extrêmement complexe et des creux internes.
- Il peut être utilisé pour créer des pièces dont la taille varie de quelques centaines de kilos à quelques kilogrammes (milliers de kilogrammes).
- Les éléments métalliques non ferreux et ferreux sont coulés.
- Il est rentable et sans déchets puisque l'excédent de métal de chaque coulée est remétallisé et réutilisé.
- C'est un processus très adaptable aux besoins de la fabrication de masse, permettant la création rapide de grandes quantités d'un moulage particulier.
- Les outils de moulage sont plus abordables et simples.
- Seuls les moulages peuvent fabriquer certains métaux et alliages.
- De la coulée, un objet exact est créé.
- La structure isotrope est créée.
- De toutes les méthodes de production, c'est la plus rentable.
- Le moulage peut être utilisé pour fabriquer des composants composites.
Inconvénients du casting
Il ne fait aucun doute que le moulage est la méthode la plus rentable parmi toutes les méthodes de production, et des objets exacts peuvent être créés à partir du moulage. Mais il y a quelques inconvénients à cette méthode. Voici les inconvénients de cette méthode :
- La qualité de surface est relativement rugueuse, nécessitant une tolérance plus large et rendant les interfaces d'accouplement inadaptées.
- Certains procédés de coulée de métal ont une limite en termes de taille et de motif.
- Bien que les technologies de fabrication additive telles que le jet de liant aient été récemment utilisées pour fabriquer des moules, la création de modèles prend du temps et coûte cher.
- Certains procédés de coulée sont coûteux pour les moyennes séries.
- La taille et la substance de la pièce sont déterminées par la méthode de moulage utilisée. Pour les moulages permanents, par exemple, seuls les métaux non ferreux sont autorisés.
- Cette méthode empêche les défauts de coulée, par exemple l'humidité dans le sable.
- Comparé au forgeage, il a une résistance à la fatigue inférieure.
Applications de coulée
Jetons un coup d'œil à quelques applications du processus de coulée
Applications générales
Voici quelques exemples d'applications générales de moulage.
- Des pièces en fonte sont utilisées aux passages à niveau.
- Véhicules de transport.
- Applications de l'énergie atomique
- Générateur d'électricité
- Parties de passages à niveau
- Aubes de turbine
- Pièces agricoles
- Pièces de communication
- Turbine dans une centrale électrique
- Pièces pour installations sanitaires.
- Bloc moteur pour une voiture
- Bancs d'outils pour machines
- Rouleaux pour le moulin
- Tuyaux pour l'eau et les égouts.
- Moteurs pour véhicules de transport
Applications de la fonderie dans l'industrie automobile :
Des composants de forme et de taille complexes étaient nécessaires dans l'industrie automobile. D'autres méthodes de fabrication sont incapables de fabriquer ces pièces. Par conséquent, le processus de coulée sert à fabriquer 60% des composants d'une automobile. Étant donné que la résistance des composants de fonderie est supérieure à celle des autres pièces de fabrication, la résistance est un attribut essentiel dans les automobiles.
- Bloc-cylindres
- Pièce d'admission de carburant
- Segment de piston
- Composants du moteur
- Pièces de toit ouvrant
- Pièces de transmission
Application de la fonderie dans les industries :
La technique de moulage peut être utilisée pour fabriquer un cylindre creux cylindrique, un piston peut être utilisé dans les automobiles, une poulie, des collecteurs de moteur, des soupapes, des écrous et des équipements de défense, entre autres produits. Le moulage est utilisé dans diverses industries, notamment l'aérospatiale, la défense, l'automobile, les trains, la construction, l'agriculture, l'exploitation minière et la chimie. Il peut également être utilisé pour faire de la décoration intérieure et des ornements.
- Dans l'industrie des transports : Transport maritime, aérospatial, ferroviaire, automobile
- Ménages: Électroménager, matériel de cuisine, matériel d'agencement
- Matériel de défense : Véhicules, Artillerie, Matériel de soutien
- Équipement de l'usine : Équipement de sucrerie, Industrie du plastique, Industrie du papier, Centrale thermique, Industries pétrolières
- Objet d'art : Meubles, sculptures, idoles
- Casting municipal : Vanne, tuyau, joints et raccords
- Des machines-outils: moulage, forgeage, extrusion et formage de matières plastiques.
Conclusion
Le moulage est une technologie de production essentielle qui permet à l'industrie manufacturière de fabriquer divers articles. Le moulage peut se faire de différentes manières, y compris le moulage au sable, le moulage sous pression, le moulage de précision, etc. Nous espérons que ce guide vous a permis de mieux comprendre le processus de moulage, ses avantages et ses inconvénients.
