Le moulage, l’une des premières techniques de formage des métaux maîtrisées par l’humanité, s’est développé au cours de milliers d’années de civilisation. De la fabrication manuelle primitive de moules-au moulage intelligent moderne, chaque avancée technologique a été profondément liée aux exigences sociales, au progrès des matériaux et à l'innovation des outils, formant ainsi un système technologique riche et diversifié.
1. Moulage au sable
Moulage au sable humide: Utilise du sable argileux humide pour créer le moule. Cette méthode est peu coûteuse-et très efficace, adaptée à la production à grande échelle-de pièces simples, telles que les blocs-cylindres d'automobiles et les pièces de machines agricoles.
Moulage au sable sec: Le moule en sable est séché et durci, ce qui lui confère une résistance élevée. Il convient aux pièces complexes de taille moyenne-à-grande.
Moulage au sable de verre à eau : Utilise du verre soluble comme liant, offrant une excellente pliabilité et adapté aux matériaux difficiles-à-usiner tels que l'acier inoxydable et l'acier fortement-allié.
Sol de silice Coulée: Utilise une suspension de sol de silice comme liant, ce qui donne une haute précision et une surface lisse. Il est utilisé pour les pièces moulées de précision dans les automobiles et les machines-outils.
2. Casting spécialisé
Fonderie de précision (coulée à la cire perdue)
La forme de la pièce est reproduite à l'aide d'un motif en cire, puis recouverte de plusieurs couches de matériau réfractaire pour former la coque du moule. Le motif en cire est ensuite fondu et le métal est coulé. Cette méthode offre une haute précision (CT4-7). Il convient aux pièces complexes à parois minces.
Moulage de moules métalliques (coulée de moules durs)
Les moules métalliques réutilisables (H13, acier) produisent des pièces moulées denses et dimensionnellement stables, ce qui les rend adaptés à la production en série d'alliages d'aluminium et de cuivre, tels que les pistons et les culasses.
Coulée sous pression (coulée sous pression)
Le métal en fusion remplit le moule à haute pression (30-150 MPa) et à grande vitesse, ce qui entraîne une efficacité extrêmement élevée. Il convient aux petites pièces complexes en métaux non ferreux telles que les alliages d’aluminium et de zinc.
Coulée à basse-pression
Le métal en fusion remplit le moule en douceur à basse pression (0,02-0,06 MPa), ce qui entraîne une porosité minimale et une densité élevée. Il est couramment utilisé dans les jantes et culasses en alliage d’aluminium.
Coulée centrifuge
Le métal est versé dans le moule au fur et à mesure de sa rotation. La force centrifuge force le métal en fusion contre la cavité du moule, ce qui le rend adapté aux pièces tubulaires et cylindriques, telles que les conduites d'eau et les chemises de cylindre. Les pièces moulées offrent une épaisseur de paroi uniforme et d'excellentes propriétés mécaniques.
Coulée continue
Le métal en fusion est injecté en continu dans un moule-refroidi à l'eau. Après solidification, les profilés tels que les barres, les plaques et les tuyaux sont étirés en continu. Cette méthode convient à la production à grande échelle de profils standardisés.
Coulée sous vide
Le versement sous vide réduit la porosité et les inclusions, ce qui le rend adapté aux pièces de précision, telles que les pièces moulées en alliage de titane pour les applications aérospatiales.
Coulée par compression
Le métal en fusion est injecté dans la cavité du moule et solidifié sous pression. Cette méthode combine les caractéristiques du moulage et du forgeage, ce qui donne lieu à des pièces moulées sans cavités de retrait et à haute résistance. Il est utilisé pour les-pièces structurelles porteuses, telles que les engrenages et les supports.
3. Autres procédés spéciaux
Moulage de moules en céramique: Une pâte céramique est utilisée pour créer la cavité du moule, obtenant ainsi une précision similaire à celle du moulage de précision. Cette méthode convient aux pièces moulées de précision en-pièces uniques et en petits lots-, tels que les moules et les jauges.
Coulée de gypse: Le gypse est utilisé comme matériau de coque, qui a une mauvaise perméabilité à l'air mais une haute précision. Il est utilisé pour les œuvres d'art en alliage d'aluminium et les pièces d'instruments de précision.
Conclusion
Après la révolution industrielle, alors que des industries comme les machines et l'automobile exigeaient une plus grande précision et des volumes de production plus importants, le moulage au sable traditionnel a continué à évoluer, donnant naissance à des processus tels que le sable de résine et le sable de verre soluble. Dans le même temps, des techniques de moulage spécialisées telles que le moulage de précision et le moulage sous pression, adaptées à la production de masse de métaux légers au début du XXe siècle, ont émergé pour répondre à la demande de pièces complexes et de précision.
Dans les temps modernes, la technologie informatique a entraîné la transformation du moulage vers la précision et l’intelligence. La technologie CAO/FAO permet la conception numérique de moules, les logiciels de simulation peuvent prédire les défauts de coulée et les lignes de production automatisées améliorent l'efficacité du moulage sous pression et du moulage à basse-pression. Même l’impression 3D peut être utilisée pour créer des moules en sable ou en cire, permettant une plus grande flexibilité dans le moulage de pièces complexes. Cette évolution de l'expérience manuelle vers une production axée sur la technologie a permis de garantir que le moulage reste un processus essentiel indispensable dans la production industrielle.
