10 différents types de processus de coulée

Types de processus de moulage
Jack Lie Expert en usinage CNC

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Qu'est-ce que le casting ?

Le moulage est un processus de fabrication dans lequel un métal liquide est versé dans une cavité de moule d'une forme ou d'une taille spécifiée. Le processus de production implique généralement d'attendre que le métal liquide appelle et se solidifie avant d'obtenir la coulée. Fondamentalement, le processus de coulée comprend le processus séquentiel suivant :

1.Métal liquide
2. Remplissage du moule
3. Refroidissement et retrait de solidification
4. Casting

Types de processus de moulage

Il existe différents types de processus de moulage, mais les plus courants incluent :

1. Moulage au sable

Il est également connu sous le nom de coulée moulée au sable. Il s'agit d'un processus qui implique la production de pièces moulées à base de moule en sable. Les moulages au sable sont normalement produits dans des types d'usines spécialisées appelées fonderies. Les matériaux pouvant être obtenus par moulage comprennent le fer, l'acier et la plupart des alliages non ferreux.

Processus technologique de moulage au sable

  • Placez un modèle de moule dans le sable. Il convient de noter que le modèle de moule influence directement la taille et la forme de la pièce moulée.
  • Mettre en place le système de gating. Cela implique l'utilisation de tunnels et de godets verseurs, c'est-à-dire de « portes » vers le moule. Le système est utilisé pour canaliser le moule fondu dans la cavité.
  • Une fois le système de gating mis en place, vous pouvez supprimer le motif du moule puisqu'il n'est plus pertinent. Le sable aurait déjà pris sa forme.
  • Le métal en fusion doit être versé dans la cavité du moule.
  • Attendez que le métal refroidisse. Comprenez que différents métaux prennent des temps différents.
  • Casser le moule afin d'enlever le moulage créé. Les modèles de moules sont polyvalents et utilisables, contrairement aux moules réels.
Moulage en sable

Avantages

  • Faibles coûts d'exploitation
  • Une large gamme d'utilisation
  • Idéal pour réaliser des formes complexes, en particulier celles avec cavité interne

Désavantages

  • Un niveau inférieur de précision dimensionnelle
  • Les pièces moulées ont une finition de surface plus rugueuse

Utilisations : normalement appliqué au vilebrequin, à la culasse et aux pièces moulées du bloc moteur automobile.

2. Moulage sous pression

Il s'agit d'un processus de coulée de métal qui consiste à forcer le métal en fusion dans une cavité de monticule sous haute pression. Le liquide métallique est pressé sous haute pression et à grande vitesse dans une cavité de moule métallique de précision. Il est ensuite laissé refroidir et se solidifier sous pression pour former la coulée.

Processus technologique de moulage sous pression

  • Le moule est préparé en appliquant un lubrifiant sur les parois intérieures du moule. Ceci est important pour faciliter le retrait de la coulée finale et réguler la température.
  • Le métal en fusion est injecté dans le moule à matrice. Il convient de noter que le moule doit être efficacement scellé et fermé.
  • La cavité nouvellement réalisée est éjectée du moule après refroidissement.
  • Il s'agit d'un processus de décochage qui signifie que toute ferraille est séparée de la cavité.

Avantages

  • Efficacité de production élevée
  • Offre de bons avantages économiques et idéal pour la production de masse
  • Les moulages sont de haute qualité

Désavantage

  • Les pièces de moulage sous pression ont une faible plasticité

Utilisations : couramment appliquées dans les industries de l'automobile, des machines-outils et de l'électronique.

3. Presser le moulage sous pression

C'est une méthode de coulée qui consiste à solidifier un métal semi-solide ou liquide sous haute pression. Le métal coule généralement pour former un produit spécifique.

Processus technologique de coulée de colorant par compression
Le métal en fusion est versé dans la moitié inférieure préchauffée de la matrice
Il est ensuite laissé refroidir et se solidifier. Pendant que le métal se solidifie, la moitié supérieure de la matrice se fermera et commencera à appliquer une pression. C'est ce qu'on appelle l'étape de solidification.

Types de moulage sous pression par compression

  • Direct Squeezing die casting : la recherche de métal liquide se fait normalement directement dans l'équipement. Avec le métal fondu dans la moitié inférieure de la matrice qui se trouve à l'intérieur d'une presse hydraulique, la moitié supérieure de la matrice se refermera. La pression sera ensuite appliquée uniformément sur toute la cavité jusqu'à ce que le métal se solidifie.
  • Moulage sous pression par compression indirecte : il ressemble au moulage sous pression puisqu'ils impliquent tous deux des chambres similaires. Notez que l'équipement peut avoir une chambre verticale ou horizontale. Le métal liquide est normalement versé dans la chambre via un système fermé. Le métal en fusion est ensuite laissé se solidifier sous pression avant d'être retiré.

Avantages

  • Il a des défauts de coulée minimes
  • Cela conduit à la formulation de surfaces de coulée lisses avec des niveaux élevés de précision dimensionnelle
  • Pièces moulées durables avec un minimum de risques de fissures
  • Désavantages
  • Cela implique l'utilisation d'outils complexes
  • Les coûts de production sont assez élevés
  • Les cycles de production sont assez longs

Utilisations : idéal pour la production d'alliages tels que le zinc, le cuivre et l'aluminium.

4. Coulée sous vide

Il s'agit d'un type avancé de méthode de moulage sous pression présentant des propriétés mécaniques améliorées ainsi que la qualité de surface des pièces moulées sous pression grâce à l'élimination des gaz dissous et des pores indésirables.

Processus technologique de coulée sous vide

  • Le réservoir à vide est équipé d'une pompe à vide qui aide à pousser le laveur de pulpe sous vide.
  • Le métal en fusion est introduit dans le manchon d'injection de l'équipement.
  • À l'aide du piston, le métal en fusion est poussé vers l'avant, puis un signal est envoyé au système de vide depuis le moulage sous pression.
  • Une fois que le métal en fusion a rempli la matrice et que le vide a été notifié, le laveur de pulpe sous vide verrouillera la soupape de vide, ce qui entraînera l'application d'une pression à la cavité du moule.
  • Une fois que le métal s'est solidifié et refroidi, le moule est ouvert et le moulage sous pression signale au système de vide de libérer la soupape.
  • La coulée est alors obtenue avant que le cycle suivant ne puisse démarrer.
Coulée sous vide

Avantages

  • A un plus grand niveau de stabilité avec un minimum de turbulences indésirables
  • Améliore les conditions de remplissage

Désavantages

  • C'est un système compliqué, en particulier sa structure d'étanchéité du moule
  • Ses coûts d'installation et de fonctionnement sont élevés
  • Il doit être correctement contrôlé pour produire les résultats souhaités.

Utilisations : il est principalement utilisé dans l'industrie automobile, notamment dans la formation du châssis.

5. Moulage de précision

C'est l'un des plus anciens types de formage des métaux et il implique l'utilisation de matériaux fusibles tels que la cire. Une coque en plastique, en céramique ou en plâtre est normalement formée autour du motif en cire.

Processus technologique de moulage à la cire perdue

  • Les motifs en cire sont moulés par injection dans la matrice métallique, ce qui conduit à la formation d'une seule pièce. Notez que les noyaux peuvent être utilisés pour créer des fonctions internes.
  • Les modèles de cire sont ensuite attachés à un système de porte central pour créer un assemblage en forme d'arbre. Ce système comporte des canaux à travers lesquels le métal en fusion s'écoulera vers la cavité.
  • L'« arbre » est ensuite plongé dans une bouillie contenant de fines particules de céramique, puis recouvert de particules grossières.
  • Ce motif est séché afin de former une coque de type céramique autour du système de grille et des motifs.
  • La coquille est placée dans un four et chauffée jusqu'à ce que la cire fonde, ce qui donne une coquille creuse en céramique.
  • Le moule est ensuite préchauffé dans un four à des températures élevées d'environ 1000 degrés Celsius avant d'être versé dans la cavité du moule via le système de porte.
  • Le moule est laissé refroidir avant que la coupe finale de coulée ne soit retirée après que le moule en céramique est brisé.
Moulage de précision

Avantages

  • Haut niveau de précision géométrique et dimensionnelle
  • Excellent niveau de finition de surface
  • Faible perte de matière
  • Produit des formes complexes et complexes

Désavantages

  • Coûts de production élevés
  • Chaque modèle ne peut être utilisé que pour un seul casting
  • Les dimensions de coulée sont limitées

Utilisations : réalisation de petites pièces pour des formes complexes telles que des aubes de turbomachines.

6. Moulage à basse pression

Ce type de coulée consiste à remplir le moule avec un métal en fusion sous basse pression, typiquement entre 0,02 et 0,06 MPa. Le métal en fusion se solidifie ensuite sous pression pour créer une coulée.

Le processus technologique de coulée à basse pression

  • Le four doit être pressurisé pendant que l'aluminium fondu est acheminé dans la matrice de coulée via le tube de montée. La pression est normalement d'environ 0,7 bar.
  • L'entonnoir de maintien est situé dans la partie inférieure de la machine tandis que le métal en fusion est injecté directement au fond du moule.
  • Le métal en fusion est maintenu dans le moule jusqu'à ce qu'il se solidifie tandis que la pression le maintient en position verticale

Avantages

  • Offre un meilleur contrôle du remplissage de la cavité
  • Produit des pièces coulées avec de faibles niveaux de porosité

Désavantages

  • Les cycles de coulée sont assez lents
  • La filière a une faible épaisseur de paroi

Utilisations : principalement utilisé pour créer des produits traditionnels tels que le cadre de cylindre ou la culasse.

7. Moulage sous pression par gravité

La technique de coulée implique l'utilisation de métal liquide rempli dans un moule métallique sous l'influence de la gravité. Le moulage est ensuite laissé refroidir et se solidifier avant d'être obtenu.

Processus technologique de moulage sous pression par gravité

  • Le métal en fusion est versé dans la matrice à travers le bassin et les effets gravitationnels facilitent le processus.
  • Une fois que le métal en fusion est entièrement à l'intérieur de la fonte, il est laissé à refroidir et à se solidifier.
  • Les demi-matrices sont desserrées puis ouvertes afin que les pièces moulées soient retirées.
  • La ferraille, y compris les bavures, les glissières et les carottes, est efficacement éliminée.

Avantages

  • Produit des moulages denses
  • Le processus de production ne demande pas beaucoup de main-d'œuvre
  • Les surfaces de coulée sont plus lisses et ont un excellent niveau de précision dimensionnelle

Désavantages

  • Coûts de production plus élevés et cycles de fabrication plus longs
  • Les moulages peuvent facilement développer des fissures

Utilisations : idéal pour la production à grande échelle de pièces moulées en alliages non ferreux aux formes complexes telles que les alliages d'aluminium et de magnésium.

8. coulée centrifuge

Il utilise la force centrifuge. Le métal en fusion est généralement versé dans un moule rotatif puis laissé se solidifier sous l'influence de la force centrifuge.

Processus technologique de coulée centrifuge

  • Le métal en fusion est versé dans le moule rotatif par le bec. Il est à noter que le bec n'a pas de système de gating.
  • Les forces centrifuges sont responsables de l'entraînement du métal en fusion dans les remplissages du moule.
  • En refroidissant, le moule continuera de tourner pour améliorer le processus de refroidissement.
  • Une fois le moulage nouvellement formé, il faut le laisser refroidir et se solidifier avant de le retirer.

Avantages

  • Le système de porosité et de colonne montante ne consomme techniquement aucun métal, ce qui améliore les rendements de coulée.
  • Cette technique de coulée est utilisée pour produire des pièces moulées denses avec très peu de défauts
  • Il est idéal pour améliorer la production de longs moulages tabulaires

Désavantages

  • Sa capacité de production est assez limitée et n'est donc pas idéale pour la production de pièces moulées avec des formes spéciales.
  • Les pièces moulées formées présentent généralement un risque de ségrégation par gravité
  • Les pièces moulées produites ont généralement des surfaces rugueuses

Utilisations : cette technique est idéale pour la réalisation de tuyaux coulés. Il est utilisé dans de multiples industries, notamment l'exploitation minière, l'irrigation, l'aviation et le transport.

9. Coulée de mousse perdue

C'est une nouvelle méthode de coulée qui implique des modèles d'évaporation dans le processus de coulée. C'est similaire au moulage de précision, sauf qu'il utilise un modèle au lieu de la cire.

Processus technologique de coulée de mousse perdue

  • Le moulage de pré-moussage et de moussage implique la formation du motif en mousse et du système d'ouverture à l'aide de la presse de moulage de poulain.
  • Le motif et les systèmes de grille sont ensuite collés ensemble pour former un cluster qui est recouvert d'un revêtement réfractaire. Il est ensuite laissé sécher, ce qui conduit à la formation d'une coque dure et durable qui supporte la masse extérieure.
  • La grappe séchée subira un compactage. Cela implique normalement l'utilisation de sable non lié dans un flacon de fonderie fortement vibré afin de produire un compactage serré. Le motif ou la forme est ensuite laissé dans le sable.
  • En utilisant le système fermé, le métal en fusion est versé dans le motif. Le métal est dirigé jusqu'à ce que le moule soit rempli puis on le laisse refroidir et se solidifier.
  • Après cela, le sable et le moule en coquille seront décomposés pour obtenir le matériau de coulée final.
Coulée de mousse perdue

Avantages

  • Cycles de traitement courts avec une grande précision
  • Type de moulage respectueux de l'environnement
  • Offre un haut degré de liberté

Désavantages

  • Le coût de production des patrons est assez élevé
  • Pas idéal pour la production de faibles volumes de coulée

Utilisations : il est utilisé dans la formulation de structures complexes telles que les coudes en acier à haute teneur en manganèse.

10. Casting continu

Il s'agit d'une méthode de coulée avancée utilisée pour produire des coulées continues d'alliages et de métaux sans interruption. La pièce moulée solidifiée est extraite en continu du point de coupure à une longueur spécifiée.

Processus technologique de coulée continue

  • L'acier en fusion est versé sur la poche. Il passe à travers un système fermé jusqu'au répartiteur à travers la buse d'entrée immergée.
  • Il remplit ensuite le moule avant de descendre par une longueur métallurgique croissante avant d'atteindre le point de coupure de la torche.
  • Lors du passage de la longueur métallurgique, la coque de solidification et le refroidissement spry aident à refroidir et à solidifier le métal.
  • Remarque : il s'agit d'une coulée continue qui permet de produire des coulées de longueurs ininterrompues.

Avantages

  • Améliore la production de métaux de haute qualité.
  • Facilite la production de fonte d'acier normalisée
  • Élimine les variations chimiques et structurelles

Désavantages

  • Ne peut produire que des moulages simples
  • Un refroidissement continu est nécessaire tout au long

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