HY vous présente le processus complet de moulage sous pression (Partie 1)

Qu’est-ce que le moulage sous pression ?

Le moulage sous pression est un procédé de coulée de métal à long terme largement utilisé dans lequel le métal en fusion est fondu dans un « moule » sous une pression de 0,7 à 700 MPa, où il se solidifie pour former une pièce moulée en métal. Les pièces moulées sous pression, parfois appelées pièces moulées sous pression, sont utilisées dans les carrosseries de voitures, les composants électriques et les jouets.

Exemple de moule de coulée

Les métaux non ferreux que sont l’aluminium, le zinc, le cuivre, le magnésium, le plomb et l’Inconel sont largement utilisés pour produire des composants complexes, solides et de haute qualité. Différents éléments chimiques sont ajoutés au métal en fusion pour modifier la composition chimique d'origine du métal afin de répondre aux besoins des différentes pièces du produit. En fonction de la complexité, de la taille et du matériau de la pièce, la pièce finale produite peut être une pièce moulée unique ou plusieurs pièces moulées. Il y a une seule cavité, plusieurs cavités, voire plusieurs cavités de pièces différentes dans le moule, ou un ensemble d'unités de moule formées par plusieurs moules combinés ensemble.

L'histoire des moules de coulée sous pression

Le procédé a été introduit au milieu du XIXe siècle et a été utilisé pour la première fois pour fabriquer des pièces destinées à l’industrie de l’imprimerie. Par la suite, il est devenu l’un des processus de fabrication les plus critiques. Avec les progrès de la science et de la technologie modernes, il est devenu l’un des procédés de fabrication de plus en plus importants et largement utilisé dans l’industrie automobile.

Comme indiqué ci-dessous, le moulage sous pression peut produire des pièces présentant des caractéristiques complexes et d'excellentes finitions de surface. Il peut également concurrencer d’autres techniques de fabrication telles que l’emboutissage de la tôle, le forgeage et d’autres procédés de moulage.

Inconvénients des pièces moulées sous pression

En raison du coût élevé de l'équipement, les pièces moulées sous pression conviennent à la production en série de nombreux métaux, mais elles ne conviennent pas aux métaux et alliages à point de fusion élevé. Ils ne conviennent pas non plus aux métaux ferreux tels que l'acier inoxydable, l'acier au carbone et l'acier allié qui sont sujets à la rouille. Le coût du moule est élevé et le délai de livraison de conception est relativement long. Changer la conception d'une pièce prend du temps et coûte cher, c'est pourquoi le prototypage de la pièce nécessite de confirmer tous les détails avec le client avant de procéder à la production de pièces moulées sous pression.

Type de moulage sous pression

Procédé en chambre chaude et procédé en chambre froide

Les deux types de base de machines de coulée sous pression sont les machines de coulée sous pression à chambre chaude et les machines de coulée sous pression à chambre froide. Les variantes de ces deux types importants de procédés de moulage sont le moulage sous vide, l'extrusion, la basse pression et le moulage sous pression semi-solide. Différents procédés de moulage sous pression sont sélectionnés en fonction du matériau, de la géométrie, de la taille et de la complexité de la pièce.

Inconvénients du moulage sous pression en chambre chaude

1. Rentable uniquement pour la production en grand volume

2. Les métaux à point de fusion élevé ne peuvent pas être utilisés

3. Nécessite une plage de pression élevée

4. La mobilité des métaux est faible, limitant ainsi la complexité du produit

5. Il peut rester des marques d'éjection et une petite quantité de bavures sur la ligne de séparation du moule.

Processus de chambre froide

Dans le processus en chambre froide, le métal en fusion est versé dans le manchon de grenaille ou dans la partie chambre du cylindre d'injection avant d'être poussé dans le moule. Puisque le manchon n’est pas chauffé, le processus est appelé processus en chambre froide. Le four à métaux étant autonome, il n’y a aucun problème de corrosion.

Le processus en chambre froide commence lorsque le matériau fondu est transféré du four à la chambre d'injection via le trou de coulée. Un vérin hydraulique ferme ensuite l'orifice de la chambre froide et force le métal sous pression dans la cavité du moule. La plage de pression est comprise entre 30Mpa et 150MPa. Le procédé est généralement utilisé pour les alliages d'aluminium, de magnésium et de cuivre à point de fusion élevé, mais peut également être utilisé pour couler d'autres métaux, notamment des métaux ferreux. La température du métal fondu commence à 600°C pour l’aluminium et certains alliages de magnésium et augmente considérablement pour les alliages à base de cuivre et de fer.

Avantages du moulage sous pression en chambre froide

1. Peut produire des pièces à plus haute résistance

2. En raison de l'augmentation de la pression pendant le processus d'injection, la densité des pièces moulées en métal est plus élevée

3. Le niveau zéro n'est pas facile à endommager et réduit les coûts de maintenance.

4. Il apporte une précision dimensionnelle supérieure aux pièces

5. Le processus est simple et facile à utiliser.

Inconvénients du moulage sous pression en chambre froide

Les temps de cycle des équipements mécaniques sont plus lents que ceux du moulage sous pression en chambre chaude, probablement en raison du transfert de métal du four vers la chambre. Au cours de ce processus, les niveaux d'oxydation et d'autres contaminants restent élevés et la qualité de la pièce finale est plus sensible aux contaminants.