Qu'est-ce que le moulage sous pression ?

Le procédé de moulage consiste à verser du métal en fusion dans une forme souhaitée. L'un de ses types est le moulage sous pression. Le moulage sous pression consiste à presser le métal en fusion dans un moule pour obtenir la forme finale souhaitée. Cette méthode est reconnue pour sa précision, sa fiabilité et sa capacité à créer des formes complexes aux dimensions précises. L'article couvrira ce qu'est le moulage sous pression et son processus, ainsi que les différents types de moulage. De plus, il explorera les défauts courants qui peuvent apparaître dans le moulage final, ainsi que les applications potentielles du processus de moulage. Alors, commencez à apprendre dès maintenant !

Qu'est-ce que le moulage sous pression ? Découvrez la signification du moulage sous pression

Le savez-vous ? Que signifie « moulé sous pression » ? processus de coulée de métal Le procédé de moulage sous pression qui force le métal en fusion dans un moule de moulage sous pression est appelé moulage sous pression. Le procédé de moulage sous pression de haute précision produit des produits métalliques aux dimensions précises, aux finitions de haute qualité et à la précision. Il est bien adapté à la production de masse car il permet de fabriquer des pièces complexes. Cette méthode efficace et rentable offre une polyvalence dans la création d'une large gamme de formes et de composants, capables de produire des pièces visuellement attrayantes et durables. Le procédé a été introduit en 1838 pour fabriquer des caractères mobiles pour l'industrie de l'impression.

Définition de Die Cast : Pourquoi l'appelle-t-on ainsi ?

Le terme « moulage sous pression » signifie « outil ». Contrairement à d’autres méthodes de moulage comme le moulage au sable et le moulage à la cire perdue, qui nécessitent généralement la destruction de la cavité pour créer une seule pièce, le moulage sous pression se distingue par la préservation de la cavité pendant le processus de moulage. Le terme original « die » dans le moulage sous pression provient probablement des outils d’emboutissage utilisés pour les pièces de monnaie, où le métal est pressé dans une cavité pour créer une forme exacte.

Éléments utilisés dans l'outillage de moulage sous pression

Que signifie moulage sous pression ? Vous avez peut-être déjà eu une brève introduction à partir de ce qui précède. Maintenant, à mesure que vous progressez dans la compréhension du fonctionnement de ce processus, il est préférable de connaître toutes les pièces ou éléments de la machine.  

1. Piston : Cet outil est utilisé pour propulser le métal en fusion dans la chambre de pression.

2. Chambre de pression : zone où la pression du métal en fusion est augmentée avant qu'il ne s'écoule dans la cavité par la carotte.

3. Carotte : Un passage qui guide le flux de métal en fusion dans la cavité dans une direction spécifique.

4. Matrice de couverture et d'éjection : Le moulage sous pression implique deux matrices : la « matrice de couverture » et la « matrice d'éjection ». Le point où ces matrices se rencontrent forme une limite appelée « ligne de séparation ». La matrice de couverture maintient la carotte, tandis que la matrice d'éjection abrite les broches d'éjection et généralement le canal, qui relie la carotte à la cavité du moule.

5. Goupilles d'éjection : ces goupilles aident à retirer la pièce moulée du moule.

Comment fonctionne le moulage sous pression ?

Il est temps d'apprendre le processus étape par étape avec la connaissance des pièces ou éléments utilisés dans le processus. Cela reste commun à tous les types inclus dans le processus de moulage sous pression.

• Préparation

Les deux matrices ayant la cavité à la forme de la pièce finale sont préparées par nettoyage et lubrification. Le nettoyage est effectué par brossage, lavage avec un liquide et séchage complet avant application du lubrifiant.

Le lubrifiant appliqué dans ce processus doit créer une couche protectrice pour faciliter l'écoulement du métal, faciliter le retrait facile de la pièce moulée finale, refroidir rapidement et adhérer à la surface du moule. Les lubrifiants présentant de telles caractéristiques comprennent les huiles végétales, les graisses animales, les huiles synthétiques et autres huiles résiduelles lourdes (HRO).

• Serrage

Les matrices lubrifiées sont solidement fixées à l'aide de mécanismes de verrouillage spécialisés pour empêcher toute ouverture pouvant entraîner une fuite de métal en fusion. La force de serrage requise varie en fonction de la taille du moule. Pendant le processus de serrage, la matrice de couverture comprend une carotte et une porte, tandis que la matrice d'éjection comporte des broches d'éjection. Cette configuration permet l'extraction de la pièce moulée après chaque cycle. Les broches d'éjection sont renforcées par des plaques de broches d'éjection pour permettre le mouvement simultané de toutes les broches.

• Processus d'injection

Le métal en fusion est généralement préchauffé dans un four, puis versé dans une chambre puis introduit de force dans la cavité du moule, une procédure appelée injection. La méthode d'injection peut varier en fonction de la technique de moulage employée. L'injection est généralement effectuée à une pression constante, généralement entre 10 et 175 MPa, jusqu'à ce que la pièce moulée se solidifie. Le processus d'injection est effectué rapidement, généralement en moins de 0.1 seconde. Tout retard peut entraîner une solidification prématurée du métal en fusion.

• Processus de refroidissement

Le métal coulé est maintenant laissé refroidir et se solidifier à l’intérieur de la cavité pour atteindre la forme souhaitée.

• Processus d'éjection

Une fois la période de solidification terminée, les moitiés de matrice sont desserrées et ouvertes. Les composants moulés sont ensuite retirés avec précaution à l'aide de broches d'éjection pour les pousser hors de la cavité. Les broches d'éjection, ainsi que la configuration complète de cette procédure, facilitent le retrait en douceur des pièces après chaque cycle.

• Garniture

Une fois la pièce solidifiée éjectée, tous les débris métalliques issus du processus de moulage, y compris les portes, les canaux, les carottes et les excès de matériau, sont éliminés de manière experte. Différents outils sont utilisés pour lisser les bords tranchants, corriger les imperfections et façonner le composant dans sa forme finale.

• Inspection des défauts

Après le nettoyage du moulage, avant l'expédition, une inspection complète est effectuée pour identifier les défauts courants qui peuvent survenir pendant le processus de moulage. Le processus d'inspection peut impliquer des méthodes manuelles telles que des contrôles visuels et des examens physiques, ou il peut utiliser des machines capables de détecter les défauts internes et externes.

Quels sont les types de moulage sous pression?

Les deux méthodes de moulage sous pression les plus couramment utilisées sont le moulage sous pression haute pression et le moulage sous pression basse pression. Le moulage sous pression basse pression représente environ 20 % du moulage de métaux légers, mais le moulage sous pression haute pression est le plus couramment utilisé, qui représente environ 50 % du moulage de métaux légers.

Moulage sous pression basse pression

Le moulage sous pression à basse pression est une méthode qui utilise une basse pression, généralement comprise entre 20 et 100 kPa (2.9 à 14.5 psi), au lieu de la gravité pour remplir un moule de métal en fusion. Il diffère du moulage sous pression traditionnel et nécessite un équipement spécifique pour que le processus fonctionne. Voici une explication simple de la configuration et de l'équipement nécessaires :

Tout d'abord, un four de fusion est utilisé pour chauffer les alliages métalliques à leur température de coulée. Par exemple, l'aluminium doit atteindre une température de 710 à 720 degrés Celsius.

Le métal en fusion est ensuite transféré dans un four de maintien situé sous le moule, qui sert de récipient pour maintenir le métal liquide à la bonne température de coulée.

Une pression est appliquée pour pousser le métal en fusion à travers un tube montant dans le moule. Le métal s'écoule en continu sous pression jusqu'à ce qu'il se solidifie dans la cavité du moule.

Une fois le métal solidifié, la pression est relâchée et tout métal fondu restant retourne par le tube montant au four de maintien pour être réutilisé. Enfin, la pièce moulée peut être facilement retirée une fois le moule refroidi.

Avantages du moulage sous pression basse pression

• Excellentes propriétés de résistance

• Capacité à créer des formes complexes à l'aide de noyaux de sable

• Augmentation de l'efficacité matérielle, éliminant le besoin d'alimentateurs

• Précision dimensionnelle précise

• Bien adapté à l'automatisation

• Technologie simplifiée des machines et des matrices

Inconvénients du moulage sous pression basse pression

• Cycles de coulée plus lents

• Épaisseur minimale de la paroi environ 3 mm (dans la matrice)

Moulage sous haute pression

Le moulage sous pression à haute pression implique qu'une partie du moule est connectée à une plaque de machine fixe, tandis que l'autre est fixée à une plaque mobile sur une machine de moulage sous pression La coulée est effectuée en position horizontale. En raison de la pression intense appliquée pendant la coulée, qui peut atteindre 1,200 XNUMX bars, les boulons qui fixent les deux moitiés de la matrice doivent avoir une force de verrouillage importante. Les machines de coulée sous pression à chambre froide sont généralement utilisées pour les alliages d'aluminium, car elles possèdent un point de fusion élevé. Dans ce processus, l'appareil de coulée est situé à l'écart du matériau en fusion. Le métal liquide est acheminé vers une chambre de coulée, puis poussé dans la matrice par un piston. Une fois le métal refroidi et solidifié, les deux moitiés de la matrice sont séparées et la pièce moulée est automatiquement éjectée de la matrice à l'aide de broches d'éjection.

Avantages du moulage sous haute pression

• Cycles de coulée courts

• Convient aux composants à parois minces

• Surfaces lisses

• Idéal pour l'automatisation

Inconvénients du moulage sous pression haute pression

• Coûts d’investissement et d’exploitation élevés

• Des matrices compliquées et coûteuses

• Limité aux composants moulés sous pression sans contre-dépouilles en raison de l'incompatibilité avec les noyaux de sable

• Valeurs de résistance inférieures

Défaut de moulage sous pression

L'inspection des défauts est l'étape finale du processus de moulage sous pression. Dans cette section, vous découvrirez les défauts courants qui peuvent affaiblir les pièces moulées.

• Porosité au gaz

Cela se produit lorsque des bulles se forment dans la pièce moulée après son refroidissement. Sur le corps des pièces moulées sous pression, elles apparaissent sous forme de porosités gazeuses de forme circulaire ou ovale.

• Retrait Porosité

Ce type de porosité se produit pendant la phase de solidification lorsque les alliages métalliques se contractent en refroidissant. Une conception de moule inappropriée et le coulage du métal en fusion à des températures plus élevées que celles recommandées peuvent entraîner une porosité de retrait.

• Inclusions

Il s'agit de vides de forme irrégulière à l'intérieur ou à la surface de la pièce moulée, constitués d'éléments indésirables tels que du sable, des matériaux, des scories ou des particules de produits de désoxydation dans la pièce moulée en métal.

• Fissures

Sur les surfaces des pièces moulées, des fissures se développent de manière aléatoire ou linéaire lorsque le matériau se brise en raison de contraintes internes. Des fissures peuvent également se produire lors de l'éjection de la pièce moulée.

• Fermeture à froid

Il s'agit d'une série de lignes irrégulières sur la surface. Parmi les raisons de la fermeture à froid, on peut citer une faible température de fusion, une vitesse d'injection lente, un système de distribution inefficace et une faible fluidité de l'alliage.

• Cloque

Les cavités à haute pression sont formées par la dissolution de l'air emprisonné dans le métal en fusion, ce qui se produit généralement lors de l'éjection de pièces chaudes de la matrice.

• Éviers

Dépressions sur la surface de la pièce moulée résultant d'une faible pression d'injection, d'une épaisseur de paroi irrégulière, d'une surchauffe localisée de la matrice et de temps de maintien de la pression courts.

• Larme brûlante

Les déchirures à chaud sont le résultat de la contraction thermique du matériau de coulée. Un placement incorrect du point d'injection, des températures de coulée élevées et un processus de solidification défectueux sont à l'origine des déchirures à chaud.

Exemples d'applications de moulage sous pression

Le procédé de moulage sous pression est applicable à la création de différentes pièces et composants qui sont véritablement uniques et hautement fonctionnels. Vous trouverez ci-dessous quelques applications du procédé :

• Aérospatiale : Une variété de composants tels que les moteurs, les sièges, les aménagements intérieurs et les commandes du cockpit sont produits par moulage sous pression en aluminium.

• Jouets : Auparavant, de nombreux jouets étaient fabriqués à partir d’alliages de zinc moulés sous pression comme le ZAMAK (anciennement MAZAK), une méthode encore largement utilisée malgré la domination des plastiques dans l’industrie.

• Automobile:Les pièces automobiles des moteurs à combustion interne (ICE) et des véhicules électriques (VE) sont fabriquées à l'aide de moulage sous pression automobile, y compris les principaux composants du moteur, les carters de boîte de vitesses/différentiel, les roues du véhicule, les boîtiers de thermostat, les pièces de suspension, les éléments structurels intérieurs, etc.

• Mobilier : Les pieds de chaise, les éléments décoratifs et les menuiseries sont moulés sous pression pour les meubles.

• Biens de consommation : le moulage sous pression est utilisé pour fabriquer des châssis de distribution de chaleur, des boîtiers, ainsi que des composants décoratifs et structurels pour les articles de consommation.

Richconn: Votre partenaire de moulage sous pression

Le processus de moulage sous pression doit être en tête de votre liste si votre projet nécessite précision, pureté de moulage et propriétés de matériaux exceptionnelles. Faire le bon choix de processus nécessite une expertise et une compréhension, c'est pourquoi il est conseillé de demander conseil à des professionnels dès le début.

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