« Les fabricants utilisent plusieurs techniques de moulage pour façonner les pièces métalliques, notamment presser le casting, moulage au sable, moulage centrifuge, moulage à la mousse perdue et moulage en coquille. Nous discuterons en particulier coulée de coquille ici"
Le moulage en coquille, le moulage par coulée ou le moulage par moulage en coquille est le processus de mise en forme de pièces en métal et en alliage dans un moule en sable imprégné de résines telles que la résine phénolique. La résine supplémentaire fournit une coque dure pour la mise en forme du métal en fusion, améliorant à la fois la finition de surface et la vitesse de coulée.
Bien que le moulage en coquille soit similaire à moulage en sable, Il présente des différences dans la formation de la surface extérieure ou de la coque de recouvrement. La production plus rapide et les exigences minimales de post-traitement rendent cette méthode favorable à de nombreuses applications industrielles.
Cet article explique ce qu'est le moulage en coquille, le processus étape par étape, les avantages, l'application, etc. Commençons !
Qu'est-ce que le moulage en coquille ?
Tout d’abord, pourquoi parle-t-on de moulage en coquille ? La raison est que le moule ressemble à une « structure en coquille » en plaçant le modèle chauffé dans du sable imprégné de résine. La résine fond et forme une coquille dure avec des cavités détaillées.
Moule à coquille et procédé de moulage
Le processus de moulage par coque est compatible avec les métaux ferreux et non ferreux avec des points de fusion relativement bas comme l'aluminium, la fonte, l'acier, le cuivre et le laiton.
« Il s’agit d’une méthode de moulage de précision, dans laquelle un mince moule en sable lié à la résine est utilisé pour produire des pièces métalliques complexes. »
Articles de moulage de coquillages
De plus, le moulage en coquille permet de réaliser des géométries cylindriques, cubiques et complexes à parois minces. Vous pouvez l'utiliser pour produire des pièces de petite à moyenne taille avec des tolérances serrées. Par la suite, les applications du moulage en coquille s'étendent de l'automobile et de l'aérospatiale à l'agriculture et aux machines industrielles.
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Comment fonctionne le moulage en coquille ? Étape par étape
Étapes du processus de moulage en coquille
Le moulage en coquille se distingue du moulage au sable ou d'autres méthodes de moulage classiques, principalement en raison des procédures de fabrication du moule. Deux moitiés de moule sont fabriquées par chauffage répétitif et contact du modèle avec du sable imprégné de résine. Ensuite, ces moitiés sont assemblées pour former la cavité, suivie du coulage du métal liquide, de la solidification, du durcissement et de l'éjection.
Les différentes étapes du processus de moulage en coquille sont les suivantes :
- Création de motifs
Conception d'un modèle de moulage de coquille
Le « modèle » est une réplique de la pièce finale que vous souhaitez mouler. Deux demi-modèles sont nécessaires pour représenter deux sections de la pièce souhaitée. Vous pouvez usiner des métaux ou du bois pour réaliser le modèle. De plus, tenez également compte du rétrécissement lors du dimensionnement du modèle.
- Fabrication de moules
Fabrication de moules en coquille
Placez le modèle chauffé (175–370°C) sur le dessus de la boîte contenant le sable lié à la résine ; fermez complètement la boîte par le motif du haut. Ensuite, retournez la boîte, ce qui fixera le sable lié à la résine au motif. Répétez cette étape jusqu'à ce que le motif forme une forme dure autour de lui. Une fois les deux sections du moule prêtes, assemblez-les en un seul moule avec des épingles de calage ou de la colle. Le moule a également besoin de matériaux de support pour le soutenir.
- Verser le métal en fusion dans le moule
Procédé de moulage en coquille
Faire fondre les métaux bruts dans un four adapté et les verser dans le moule à carapace préchauffé. Tenir compte également de la température et du débit de coulée pour minimiser les défauts éventuels.
- Refroidissement et éjection des pièces
Laissez le moule refroidir à température ambiante. Vous pouvez également appliquer un mécanisme de refroidissement pour accélérer le processus en fonction des propriétés du métal que vous moulez. Pendant ce temps, maintenez un refroidissement uniforme sur toutes les sections transversales du moule.
Éjection passée du moule de la coquille
Une fois complètement solidifié, retirez les pièces de la coque moule avec broches d'éjection (ou autre mécanisme d'éjection) sans aucune fissure ni dommage.
- Post-traitement et traitement de surface
Procédez ensuite à quelques opérations de post-traitement mineures sur les pièces moulées, comme l'ébavurage et le meulage. Si nécessaire, appliquez une finition appropriée à la surface pour améliorer la durabilité et l'apparence.
Métaux pour moulage en coquille
Pièce moulée en acier au carbone
Comme mentionné précédemment, le moulage en coquille est utilisé pour les métaux ferreux et non ferreux avec des points de fusion relativement bas, de sorte que la coque dure peut résister à la température de fusion. Examinons brièvement quelques métaux courants pour le moulage en coquille :
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- Acier Carbone: Les aciers au carbone comme le C20, le C30 et le C45 sont utilisés pour certaines pièces métalliques à haute résistance comme les arbres à cames, les essieux et les machines agricoles.
- Aluminium: Les alliages d'aluminium sont appréciés pour leur légèreté et leur résistance élevée. Les nuances telles que 356, 413, 304 et 360 sont populaires dans le processus de moulage en coquille. De plus, l'aluminium présente également une conductivité thermique élevée, ce qui facilite le moulage en coquille.
- Cuivre et ses alliages : Le cuivre pur et ses alliages sont tous deux connus pour leurs excellentes propriétés thermiques et électriques. Leur ductilité contribue également à la coulée en coquille. Ils sont utilisés pour les accessoires électriques et les échangeurs de chaleur.
- Acier allié: L'acier allié offre une résistance, une ténacité et une résistance à la température améliorées. Vous pouvez mouler des aciers alliés comme le 42CrMo, en particulier pour les composants structurels destinés à différentes industries.
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Quels sont les avantages du moulage en coquille ?
Finition lisse de la pièce moulée en coquille
Une finition de haute qualité avec des exigences de post-traitement minimales et la précision des pièces moulées sont les principaux avantages de la méthode de moulage en coquille par rapport aux autres types de casting.
Certains avantages majeurs sont les suivants :
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- Finition lisse : Les pièces moulées capturent les détails lisses de la cavité du moule de l'enfer, ce qui crée un extérieur uniforme et lisse.
- Exactitude: Le moulage de coque peut atteindre des tolérances allant jusqu'à ± 0.005 mm, supérieures au moulage au sable et aux autres méthodes de moulage.
- Pièces complexes : Il peut fabriquer des pièces métalliques complexes avec des détails précis, telles que des culasses et des aubes de compresseur. Le moule en coquille offre un flux efficace et des détails fins avec des cavités profondes et nettes.
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- Polyvalence des matériaux : Vous pouvez utiliser du fer, de l'acier, du cuivre, du magnésium, de l'aluminium et plusieurs autres métaux et alliages pour mouler les pièces souhaitées. La seule exigence est que la coque résiste aux températures de fusion des métaux bruts.
- Vitesse de production: Le processus de moulage en coquille est plus rapide et permet de produire de grands volumes rapidement avec un temps d'arrêt minimal.
Quels sont les inconvénients du moulage en coquille ?
Malgré ses nombreux avantages, le moulage en coquille présente également quelques inconvénients. La prise en compte de ces inconvénients permet de prendre de meilleures décisions quant à savoir s'il est adapté ou non à vos exigences techniques et à vos contraintes budgétaires.
- Coût plus élevé pour l'installation initiale et la fabrication du moule
- Il existe un risque de défauts tels que rétrécissement, porosité et affleurements.
- Les exigences de post-traitement augmentent le coût de production par pièce.
- Il s’agit d’un défi en matière d’automatisation et le processus nécessite davantage de ressources humaines.
- Ne convient pas aux métaux à très haute température de fusion.
Applications industrielles du moulage en coquille
Les pièces moulées en coque sont utilisées dans l'automobile, l'aérospatiale, l'électricité et d'autres industries différentes pour leur précision et leur résistance. De plus, elles sont également favorables à la fabrication de composants légers.
Voyons quelques applications industrielles concrètes dans le tableau ci-dessous ;
| Industrie | Bénéfice | Exemples de pièces |
| Automobile | La précision et la finition réduisent encore les coûts d'usinage. | Blocs moteurs, composants de freinage, engrenages, culasses et arbres à cames. |
| Machinerie industrielle | Production de pièces complexes avec des tolérances serrées. | Vannes, impulseurs, bagues et leviers. |
| Industrie aerospatiale | Elle produit des pièces légères mais solides avec des conceptions complexes | Aubes de turbine, buses, supports et carters. |
| Equipement électrique | Une finition de surface lisse minimise le travail de finition | Boîtiers de moteurs, pièces d'appareillage de commutation, connecteurs et boîtes de jonction. |
| Industrie du pétrole et gaz | Pièce résistante à l'usure et à la corrosion pour environnements difficiles | Raccords de tuyauterie, joints, accouplements et articles de vannes. |
| Biens de consommation | Des composants esthétiques et fonctionnels à moindre coût | Poignées, boutons, pièces décoratives, bases d'ustensiles de cuisine et ferrures de meubles. |
Moulage en coquille contre moulage au sable
Le moulage au sable utilise de la silice ou d'autres sables abrasifs au lieu de ceux enduits de résine. Le modèle de réplique est conservé dans le sable compacté pour former la cavité. Bien qu'il permette de fabriquer des pièces de grande taille à faible coût, la finition et la précision ne sont pas aussi élevées que le moulage en coquille ou le moulage en coquille.
Le tableau ci-dessous décrit les différences entre le moulage en coquille et le moulage au sable ;
| Aspect | Moulage en coquille | Moulage en sable |
| Processus | Du sable enduit de résine est utilisé pour fabriquer une coque durcie à chaud. | Il utilise des moules simples en sable et en liant. |
| Finition de surface | Doux et précis. | Rugueux; peut nécessiter un usinage. |
| Source | Non ferreux et ferreux à basse température de fusion. | Métaux à point de fusion élevé comme l'acier. |
| Complexité | Idéal pour les conceptions complexes avec des contours complexes. | Adapté aux formes simples. |
| Prix | Plus élevé en raison de la résine et de l'outillage. | Inférieur en raison de l'utilisation d'équipements de base. |
| Efficacité | Modéré; précis mais plus lent. | Rapide pour les produits de grande taille. |
| Applications | Aéronautique, automobile, pièces de précision. | Machines lourdes, grandes pièces moulées. |
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résumer
Dans l'ensemble, le moulage en coquille est une alternative idéale au moulage au sable de pièces métalliques nécessitant plus de précision et d'exactitude avec des surfaces lisses. Vous pouvez mouler de l'acier, du fer, de l'aluminium, du cuivre et d'autres métaux et alliages divers avec des points de fusion relativement bas.
La fabrication d'une coque dure pour le moule est le facteur le plus important pour tirer pleinement parti des avantages du processus de moulage en coquille. Pour cela, vous avez besoin du bon « modèle » et d'ingénieurs experts pour fabriquer le moule en coquille avec celui-ci. Chez ProleanTech, nous pouvons vous aider dans la création du modèle et les phases de production ultérieures de la pièce moulée. Contactez-nous, si vous avez d'autres questions.
FAQ
Le moulage en coquille est-il différent du moulage au sable ?
Oui, le moulage en coquille est différent du moulage au sable, notamment en ce qui concerne la façon dont le moule est fabriqué dans ces deux procédés. Le moulage en coquille implique une coque solide faite de sable chauffé enduit de résine, tandis que le moulage au sable utilise des moules en sable humide liés par de l'argile.
Quand utiliser le procédé de moulage en coquille ?
Le moulage en coquille convient aux applications nécessitant des composants légers, des géométries complexes ou des volumes de production élevés.
Quels sont les exemples de produits de moulage en coquille ?
Certains produits de moulage de coque typiques sont les culasses, les vilebrequins, les aubes de turbine, le matériel militaire, les corps de soupape, les inserts de moule, etc.
Puis-je mouler n'importe quel métal ou alliage ?
La plupart d'entre eux, mais pas tous, la compatibilité dépend du fait que le point de fusion de la matière première se situe ou non dans la plage d'une coque dure. Cependant, tous les matériaux courants peuvent être coulés avec le moulage en coque, y compris l'aluminium, le cuivre, l'acier et la fonte.
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