Le moulage des métaux est l'art de faire quelque chose à partir de rien, un processus spécialisé auquel de nombreuses personnes s'intéressent depuis peu. Pour comprendre les fondements de cette technologie, il faut examiner exactement ce qui est impliqué du début à la fin d'un projet de moulage. Le moulage en sable est de loin le procédé de moulage le plus important, car il permet la fabrication économique de composants de haute précision.
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Introduction aux moules de moulage en sable
Un moule de moulage en sable se compose de deux moitiés : la chape et la traînée. La chape est la moitié supérieure du moule, et la traînée est la moitié inférieure. Elles sont contenues dans une boîte appelée moufle, qui est également divisée en deux moitiés. Le plan de joint sépare ces deux moitiés du moule.
En moulage en sable de l'aluminium, La cavité du moule est formée à l'aide d'un modèle. Le modèle est en bois, en métal, en plastique, etc., et a la forme de la pièce à mouler. Pour les formes plus complexes, une pièce supplémentaire appelée “joue” peut être ajoutée au milieu.
Les 6 étapes fondamentales du processus de moulage
Étape 1 : Préparation du motif et poudrage
La première étape consiste à placer la pièce dans la boîte à moules. Il est essentiel de mettre de la poudre pour empêcher le sable de coller à la table et au modèle lui-même. Le talc est souvent saupoudré sur le dessus afin que le sable ne colle pas.
Etape 2 : Ramassage de la traînée (moitié inférieure)
L'opérateur poursuit en ajoutant du sable vert (sable de fonderie) dans la boîte à moules. Le sable de parement est appliqué en premier et doit être tamisé pour assurer une belle finition de la surface du moulage. Ce tamisage ne doit être effectué que sur le modèle lui-même ; le reste est ensuite rempli de “gros morceaux”. Le sable est compacté fermement à l'aide d'un outil de battage jusqu'au sommet. Enfin, l'opérateur enlève l'excédent de sable pour maintenir une surface plane et ajoute une surface plate à l'arrière.
Étape 3 : Mise en place de la cape (moitié supérieure)
La drague est retournée pour préparer l'enfoncement de la moitié supérieure du moule. Après avoir ajouté de la poudre, l'autre moitié du moule est ajoutée. Des goupilles de verrouillage sont utilisées pour maintenir l'ensemble en place. Si le modèle n'a pas de dépouille, l'opérateur peut être amené à le découper afin d'éviter que le sable ne soit arraché lors du démoulage.
Étape 4 : Création du système de portillon
Cette étape consiste à créer des canaux pour le métal en fusion à l'aide de tubes :
- Tuyau de descente: Le tube plus épais dans lequel le métal est versé.
- Vent : Tube fin permettant aux gaz de s'échapper.
Une fois le sable compacté, les tubes sont retirés. L'opérateur coupe alors le portail pour qu'il se dirige vers le modèle ; c'est là que le métal s'écoule pour remplir le vide. En savoir plus sur nos solutions industrielles spécialisées ici.
Étape 5 : Fusion et coulée du métal
Le four est allumé pour faire fondre les lingots d'aluminium ou la ferraille. Le four est allumé pour fondre les lingots d'aluminium ou la ferraille. moulage en sable de l'aluminium, Le métal doit être entièrement fondu et prêt à être coulé. Le métal en fusion est versé dans le godet de coulée situé au sommet de la carotte descendante, qui est utilisé pour minimiser les éclaboussures et les turbulences.
Étape 6 : Secouage et finition
La coulée de sable est généralement laissée à prendre pendant plusieurs heures. Les goupilles de verrouillage sont retirées pour déconnecter les moitiés du moule et exposer la nouvelle pièce. La vis (où le métal a été coulé) doit être coupée et la pièce nettoyée.
Composants internes : Comprendre le système de déclenchement
Le système d'obturation est le réseau de canaux par lesquels le métal en fusion atteint la cavité.
- Coureur: Le canal menant à la cavité principale après la descente de la carotte.
- Élévateur: Un réservoir qui sert de source de métal liquide pour compenser le retrait pendant la solidification.
- Cœur de métier: Permet de définir la géométrie intérieure et les surfaces internes d'une pièce.
- Porosité: La porosité naturelle du sable permet à l'air et aux gaz chauds de s'échapper par les parois de la cavité.
Avantages et finalisation de la coulée
Le moulage du métal permet de fabriquer un objet utile pour une fraction du coût des produits de détail. Par exemple, un outil commercial coûtant entre $19 et $29 peut être coulé à partir de déchets pour presque rien.
Pour la finition, une meuleuse d'angle munie d'un disque à lamelles de grain 60 est utilisée pour enlever le surplus de métal le long des bords, ce que l'on appelle le "flashing". Une meuleuse d'établi permet une action plus agressive si nécessaire. Une fois la base métallique terminée, les composants peuvent être fixés à l'aide d'époxy ou de JB Weld. Pour en savoir plus sur les alliages d'aluminium, consultez les sites suivants aludiecasting.com.
Dépannage avancé : Éviter les défauts de coulée les plus courants
Même les professionnels expérimentés rencontrent des difficultés lors du moulage au sable de l'aluminium. Il est essentiel de comprendre ces défauts pour améliorer le taux de réussite de la coulée au sable vert.
- Cavités de rétraction: Souvent causée par une colonne montante trop petite pour alimenter la coulée de sable de refroidissement de l'aluminium.
- Porosité du gaz: Se produit lorsque la coulée de sable vert est trop humide ou qu'il n'y a pas assez d'évents pour permettre à la vapeur de s'échapper du moule de coulée de sable.
- Inclusions de sable: Sable libre dans la cavité du moule de moulage en sable qui se retrouve piégé dans le moulage en sable de l'aluminium.
- Fermeture à froid: Le point de rencontre de deux flux de métal qui ne fusionnent pas, généralement en raison d'une température trop basse lors de la coulée de l'aluminium dans le sable.
Science des matériaux : Pourquoi utiliser la coulée de sable verte ?
La coulée de sable vert reste la norme industrielle pour la coulée d'aluminium en raison de son incroyable polyvalence et de son faible coût. Le sable “vert” est généralement un mélange de.. :
- Sable siliceux (75-85%): Le matériau en vrac qui assure la résistance à la chaleur.
- Argile bentonite (5-10%): Le liant qui maintient le moule de moulage en sable.
- Eau (2-5%): L'activateur de l'argile.
- Additifs: Comme le charbon de mer ou la farine de maïs pour améliorer l'état de surface et la perméabilité au gaz.
L'humidité contenue dans le sable vert permet au moule de conserver sa forme pendant la coulée du métal, tout en s'affaissant facilement lors de l'ébranlement, ce qui en fait le matériau idéal pour le moulage de l'aluminium en sable.
Avantages et finalisation de la coulée
Le principal avantage du moulage en sable de l'aluminium est sa rentabilité, tant pour les prototypes que pour la production de volumes moyens. Contrairement au moulage sous pression, qui nécessite des matrices en acier coûteuses, un moule de moulage en sable est créé à l'aide de sable abordable et d'un modèle réutilisable.
Finition de la pièce
Une fois la pièce en aluminium moulée au sable sortie du moule, elle subit plusieurs étapes de finition :
- Fettling: L'enlèvement de la carotte, des élévateurs et du flashing (la fine couche de métal qui s'échappe au niveau du plan de joint).
- Broyage: L'utilisation d'une meuleuse d'angle permet d'aplanir les marques de la grille.
- Grenaillage: Le sablage de l'aluminium de moulage au sable avec de petites billes d'acier pour créer une finition de surface uniforme et mate.
- Usinage: Alors que le moulage au sable de l'aluminium produit des formes “presque nettes”, les surfaces critiques (comme les sièges de roulements) sont souvent usinées par commande numérique pour une précision de 100%.
Pour les applications esthétiques haut de gamme, l'aluminium coulé en sable peut être poli jusqu'à obtenir une finition miroir ou anodisée. Pour en savoir plus sur les alliages d'aluminium de qualité professionnelle, voir aludiecasting.com.
Résumé et termes techniques
La fabrication de moules pour le moulage en sable est un moyen gratifiant de créer une réplique parfaite d'un modèle. En suivant les étapes suivantes, les débutants peuvent maîtriser les principes fondamentaux du moulage au sable de l'aluminium.
Termes clés à retenir :
- Tige: Le canal par lequel le métal pénètre dans le moule.
- Clignotant: Métal supplémentaire qui fuit le long du plan de joint.
- Sable vert: Sable de fonderie utilisé pour créer le moule.
- Face au sable: Sable tamisé placé contre le motif pour une meilleure finition.
- Grève: Enlever l'excès de sable pour obtenir une surface plane.
Questions fréquemment posées
Comment préparer la coulée de sable vert si le sable a été stocké pendant plusieurs mois ? Si votre coulée de sable vert Si le mélange a séché, il doit être “tempéré”. Chargez le sable dans un broyeur ou un seau de 5 gallons et arrosez-le avec de l'eau. Utilisez une perceuse munie d'une roue à aubes pour remuer le mélange jusqu'à ce qu'il passe le “test de compression”. Le sable doit conserver sa forme lorsqu'on le presse dans la main et se briser proprement sans s'effriter. C'est essentiel pour que le sable soit stable. moule de moulage en sable.
Que se passe-t-il si un opérateur omet de brosser le talc autour du modèle en aluminium de la coulée de sable ? Si la poudre de séparation est omise, la coulée de sable vert collera au modèle. Lorsque vous essayez de retirer le modèle du moule de moulage en sable, des parties du sable s'en détachent, ruinant la cavité du moule et obligeant l'opérateur à recommencer le processus de moulage en sable de l'aluminium à partir de l'étape 1.
Combien de temps le moulage en sable de l'aluminium doit-il durer avant l'ouverture du moule ? Pour la plupart des projets de moulage au sable d'aluminium de petite ou moyenne envergure, 15 à 20 minutes suffisent pour que le métal se solidifie. Toutefois, pour le moulage au sable d'aluminium à parois épaisses, il est plus sûr d'attendre plus longtemps. N'oubliez pas que même lorsque le métal est solide, le sable agit comme un isolant ; la pièce d'aluminium coulée au sable restera dangereusement chaude pendant un certain temps.
Prêt à lancer un projet de casting ?
Le moulage des métaux consiste à faire quelque chose à partir de rien. Pour ceux qui trouvent ces leçons utiles, nous vous encourageons à partager vos progrès et à laisser des commentaires. Renseignez-vous dès maintenant auprès de The Die Casting pour recevoir des informations sur nos solutions à l'échelle industrielle.
