L’un des processus de fabrication les plus polyvalents et les plus efficaces aujourd’hui est le moulage du métal, et voici pourquoi. Cette méthode, qui consiste à couler du métal fondu dans un moule, remonte à des milliers d’années.
Le moulage du métal est utilisé il y a 6 000 ans dans les épées et les alliances, jusqu'aux pignons et aux vis. Aujourd'hui, le moulage des métaux est encore utilisé dans la production de pièces pour diverses industries.
Moulages, ou les pièces métalliques générées au cours du processus de coulée du métal, peuvent varier de quelques grammes à des milliers de livres.
Tout ce que vous devez savoir sur le moulage de métaux, comme ce qu'est le moulage de métaux, l'histoire du moulage de métaux et les types de moulage de métaux, peut être décomposé comme suit :
Qu’est-ce que le moulage de métal ?
Qu'est-ce que le casting métallique?
La coulée de métal est un type de processus de coulée dans lequel du métal liquide en fusion est versé dans un moule.
L'intérieur du moule donne une impression négative de la pièce à produire, de sorte que lorsque le métal en fusion refroidit et se solidifie à l'intérieur du moule, il prend la forme finale souhaitée de la pièce. La pièce finale peut ensuite être démoulée.
En fonction des pièces à couler et des métaux concernés, il existe différents types de moulage de métaux, chacun ayant ses propres avantages. La variation des caractères peut être énorme en ce qui concerne les modèles, les moules et les techniques de remplissage utilisées.
Comment fonctionne la fonderie de métal ?
La base moulage métallique Le processus consiste à chauffer un métal, à le verser dans un moule, à attendre qu'il refroidisse et se solidifie, puis à retirer la pièce finie du moule.
En fait, le processus réel peut comporter de nombreuses étapes, et différents processus de coulée de métal fonctionnent de manières tout à fait différentes.
Vous trouverez ci-dessous une description simplifiée du processus de coulée du métal. Notez que certaines étapes s'appliquent différemment aux différentes variantes de diffusion et que certaines sont simplement omises.
1. Création de patrons: La plupart des procédés de coulée de métal nécessitent la création d'un modèle ou d'une copie de la pièce finale à réaliser sous forme de moule. Les modèles sont soit permanents, soit consommables et peuvent également être constitués de cire, de bois, de plastique et d’autres types de matériaux.
2. Production de base: Certaines pièces creuses en fonte peuvent nécessiter l'élaboration d'un élément interne solide, appelé noyau. Un noyau est placé à l’intérieur de la cavité du moule et définit la géométrie interne d’une pièce moulée. Un exemple est celui d’un noyau cylindrique dans un moule cylindrique plus grand, qui donnera lieu à une pièce moulée en forme de tube.
3. Réaliser le moule: Les moules sont préparés différemment selon le procédé. Par exemple, un moule permanent peut être usiné à partir d'un métal à l'aide d'une machine CNC, tandis qu'un moule en sable est constitué d'un mélange de sable et appliqué à l'extérieur du motif. La fabrication de moules est appelée fabrication de moules et nécessite un savoir-faire spécifique.
4. Verser dans le moule: Il est chauffé jusqu'à la température de fusion et versé dans le moule ou pressé dans celui-ci. Dans le moulage par gravité, le matériau fondu est versé vers le bas dans la cavité tandis que, dans le moulage sous haute pression, une haute pression est utilisée pour le forcer dans la cavité, ce qui nécessite des forces de serrage très élevées pour maintenir la matrice en place.
5. Démoulage de la pièce: Une fois la pièce coulée refroidie et prise, la pièce est démoulée. Avec les moulages en sable, cela signifie que le moule doit être détruit pour que la pièce à l'intérieur puisse être extraite ; avec les moules permanents, les deux moitiés du moule métallique sont ouvertes et réutilisables.
6. Post-traitement: Les pièces métalliques moulées peuvent nécessiter un certain nettoyage, comme l'élimination des résidus de moule, pour être prêtes à l'utilisation prévue ou à d'autres opérations de post-traitement.
L'histoire de la fonderie de métaux
Aujourd’hui, des pièces complexes sont créées à l’aide de pièces moulées en métal pour des équipements modernes, mais le processus est tout sauf nouveau. En fait, plus de 6 000 ans se sont écoulés depuis le premier casting.
Le moulage le plus ancien connu est une grenouille en bronze qui aurait été créée en 3 200 avant JC en Mésopotamie.
Depuis son invention, le moulage du métal a voyagé dans le monde entier, de l'Égypte à la Chine, en passant par l'Europe et ensuite l'Amérique. La première installation de moulage aux États-Unis a été créée à Saugus, dans le Massachusetts, en 1645.
Près de 400 ans plus tard, le moulage du métal est aujourd’hui bien loin. Aujourd’hui, la technologie informatique et les modèles imprimés en 3D permettent de réaliser des moulages métalliques beaucoup plus complexes, détaillés et précis.
Les différents types de fonderie métallique
Ceux-ci peuvent être largement divisés en moulage de métal à l’aide de moules réutilisables et en moulage de métal à l’aide de moules réutilisables.
Les moules consommables et les moules réutilisables sont deux types de matériaux différents, et chacun est destiné à différentes pièces de métal coulées.
Peu importe lequel des deux ci-dessus est le meilleur pour un travail donné ; Le moulage du métal consiste à verser du métal en fusion liquide dans un moule, à le laisser refroidir et durcir, puis à retirer le métal nouvellement formé du moule une fois qu'il s'est solidifié.
Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des types de moulage de métaux largement utilisés. Parmi eux figurent le moulage au sable, le moulage sous pression et le moulage à modèle perdu, également appelé moulage à la cire perdue.
Coulée de sable
Le moulage au sable est probablement le type de processus de moulage le moins cher, le plus largement utilisé et le plus efficace disponible.
Il s’agit également de la technique de moulage de métal la plus ancienne utilisée, la première utilisation enregistrée du moulage au sable remontant à environ 1540.
Comme son nom l’indique, le moulage au sable utilise du sable pour former un moule. Lors du moulage au sable, un motif est immergé dans un mélange à base de sable à l'intérieur d'une boîte spéciale en deux pièces appelée flacon.
Du sable est versé autour du motif pour former un moule. Le motif est retiré, laissant derrière lui une cavité de moule.
Le métal en fusion est maintenant versé dans la cavité du moule ; il refroidit et se solidifie.
Le moulage au sable vert, le moulage à l'air et le moulage au sable de résine sont les trois procédés de moulage au sable les plus courants.
- Le moulage au sable vert est une méthode qui implique du sable humide.
- Le moulage à l'air utilise des liants chimiques pour lier le sable de moulage.
- Le moulage au sable de résine est constitué d’un mélange de sable de quartz et de résine.
Moulage
Presque toutes les entreprises industrielles profitent des avantages du moulage sous pression pour leurs pièces, ce qui en fait l'un des types de moulage de métaux les plus importants et les plus largement utilisés pour les pièces complexes de haute qualité.
Le processus de moulage sous pression consiste à forcer le métal en fusion dans un moule constitué d'un autre métal appelé matrice. Le métal en fusion étant appliqué à une pression très élevée, des éléments très complexes peuvent être moulés dans des pièces extrêmement détaillées.
La pièce est ensuite éjectée à l’ouverture de la filière une fois le métal en fusion refroidi et solidifié.
Chaque matrice ou moule est conçu spécifiquement et l'investissement initial est donc plus coûteux que celui des autres opérations de moulage.
Le moulage sous pression entraîne généralement une baisse des coûts unitaires pour les productions en grand volume, puisque les matrices ou les moules peuvent être réutilisés pour produire en série des pièces similaires.
L’un des procédés de fabrication de moulage sous pression les plus largement utilisés qui contiennent de l’aluminium et produisent des produits en aluminium de haute qualité est le moulage sous pression d’aluminium. Ce procédé est particulièrement adapté pour réaliser les éléments suivants :
- Formes difficiles
- Une gamme étonnante de finitions de surface
- Pièces extrêmement légères sans sacrifier leur résistance
- Pièces et assemblages résistants à la corrosion
Fonderie de précision (coulée à la cire perdue)
Le moulage de précision peut créer des pièces métalliques très précises avec une excellente précision dimensionnelle. On l’appelle également la fonte à la cire perdue.
Le moulage de précision, l'un des procédés vieux de près de 5 000 ans, le mieux adapté aux formes complexes des objets, produit une finition de surface plus fine que le moulage au sable.
Le processus de moulage à modèle perdu commence par la création d'un motif à l'aide de cire. Le motif en cire est plongé dans un matériau humide, semblable à de l'argile, appelé bouillie.
C'est le matériel d'investissement. Le motif doit être trempé plusieurs fois pour obtenir une bonne couche extérieure.
Une fois le matériau de revêtement pris, la cire est fondue à très haute température jusqu'à ce qu'elle fonde et s'écoule du revêtement. C'est pourquoi on l'appelle “cire perdue.” Du métal en fusion est versé dans le moule, puis une fois le métal durci, cette coque en céramique se détache.
Les pièces métalliques moulées à modèle perdu ont moins de degrés de finition en raison de la finition de surface lisse et de la précision dimensionnelle ; par conséquent, cela réduit le temps global nécessaire à la production de l’article.
Avantages de la coulée de métal
Il existe de nombreuses raisons de choisir le moulage métallique plutôt que d'autres options de travail des métaux comme le forgeage ou l'usinage CNC. Certains des principaux avantages du moulage du métal comprennent :
- Convient à la production de masse
- Peut produire des pièces énormes et lourdes
- Peut produire des pièces à parois très épaisses
- Convient aux grandes pièces monobloc (plutôt qu'aux composants assemblés)
- Excellentes qualités de roulement
- Idéal pour certains alliages légers
- Polyvalence des matériaux
Les limites du moulage de métal incluent des défauts inévitables, une précision dimensionnelle limitée (par rapport, par exemple, à l'usinage CNC), une forte intensité de main d'œuvre et des quantités minimales de commande généralement élevées.
Quel matériau est utilisé dans la coulée du métal ?
L’un des avantages du moulage des métaux est qu’il permet d’utiliser une grande variété de métaux. Cependant, les métaux de coulée les plus couramment utilisés sont l’acier, l’acier inoxydable, l’aluminium, le cuivre, le magnésium et le zinc.
L'étain, les alliages de plomb et le fer peuvent également être utilisés dans la coulée des métaux. La température nécessaire pour faire fondre le métal dépend du métal utilisé. Certains métaux mettent plus de temps à chauffer que d’autres.
Pourquoi choisir la fonderie métallique ?
La coulée de métal a été utilisée tout au long de l’histoire pour produire des pièces impossibles ou très coûteuses à fabriquer par forgeage. Il permet la production précise et efficace de très grandes quantités de pièces métalliques identiques.
Étant donné que chaque pièce moulée en métal est fabriquée à partir d’un modèle et d’un moule uniques, la pièce moulée en métal convient à la production d’articles en petite ou en grande quantité.
De plus, étant donné que les pièces moulées métalliques éliminent les déchets en les fondant au cours du processus de coulée, ce processus permet de recycler et d'utiliser les déchets métalliques, réduisant ainsi les déchets.
Pourquoi le moulage du métal est-il important ?
La fonderie de métaux fait partie intégrante de l’économie industrielle américaine et fournit près d’un demi-million d’emplois aux États-Unis.
Les pièces moulées représentent près de 90 % de tous les biens durables manufacturés et comprennent de tout, des automobiles, locomotives, machines lourdes pour la construction, appareils électroménagers, armes, jouets et équipements médicaux.
Pourquoi choisir Kbear Metal comme fabricant de fonderie de métal ?
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Kbear Metal suit le moulage : le moulage en sable, le moulage sous pression, le moulage de précision et le moulage centrifuge pour répondre aux exigences de diversité du projet.
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Conclusion
Le moulage des métaux est un processus essentiel avec une histoire riche et un avenir prometteur.
Le processus répond aux exigences de toute industrie, allant de la construction à l’aérospatiale, en moulant le métal en fusion dans des formes précises et durables.
Le moulage des métaux est l'épine dorsale de l'innovation dans laquelle une technologie accélérée sera utilisée, suivie par la production d'un composant de haute qualité dans la fabrication d'un grand nombre de composants.
Il peut être considéré comme une petite pièce et peut servir à construire une grosse machine. Les pièces moulées en métal sont idéales pour tous les types de besoins de fabrication.
