Le moulage en mousse perdue est couramment utilisé pour le moulage des métaux, y compris certains accessoires métalliques de forme complexe.
Dans cet article, nous présentons en détail le moulage en mousse perdue, notamment son fonctionnement, ses avantages et les métaux qui peuvent être coulés grâce à ce procédé.
Qu'est-ce que la coulée de mousse perdue ?
Le moulage en mousse perdue, également connu sous le nom de moulage en moule intégral ou de moulage par évaporation, repose sur le principe suivant. Il utilise un modèle en mousse plastique au lieu du modèle traditionnel en bois ou en métal. Un revêtement réfractaire spécial est appliqué à la surface du modèle. Après séchage, le modèle est enfoui dans du sable sec et le moule est formé par vibration et compactage. Le métal liquide est ensuite versé dans le moule.
Au cours du processus de coulée, le modèle en mousse plastique se gazéifie rapidement et brûle sous l'action du métal liquide à haute température. Le métal liquide prend la place du modèle original en mousse plastique. Après refroidissement et solidification, le moulage est formé.
Le processus de moulage en mousse perdue
Voici les étapes du processus de moulage en mousse perdue :
1. création d'un modèle
Un modèle en mousse (généralement en polystyrène) est créé par moulage ou usinage. Le modèle doit avoir la même forme et les mêmes dimensions que le moulage final souhaité.
2.Assemblage des patrons
Plusieurs motifs en mousse peuvent être assemblés pour former des pièces complexes. Les portes, les contremarches et les coulisses sont fixées au modèle à l'aide d'un adhésif.
3. revêtement
Le motif en mousse est recouvert d'un matériau réfractaire (tel que la silice ou le zircon) pour former une fine coquille de céramique. Ce revêtement permet d'éviter l'infiltration de sable et garantit une finition de surface lisse.
4. le séchage
Le modèle en mousse revêtu est séché pour éliminer l'humidité et renforcer la coque en céramique.
5. le moulage
Le modèle séché est placé dans un flacon ou une boîte de moulage et entouré de sable non lié. Le sable est compacté par vibration afin de s'assurer qu'il supporte entièrement le modèle.
6. verser
Le métal en fusion (aluminium, acier ou fer) est versé dans le moule. La chaleur du métal en fusion vaporise le modèle en mousse, qui s'échappe à travers la coque enduite et les évents dans le sable.
7.Refroidissement
Le métal en fusion se solidifie dans le moule en sable et prend la forme du modèle en mousse.
8. la secousse
Une fois le métal refroidi et solidifié, le moule en sable est cassé pour révéler la pièce coulée.
9. nettoyage et finition
La pièce moulée est nettoyée pour éliminer tout résidu de sable, et l'excès de matière (comme les vannes et les contremarches) est coupé. D'autres opérations de finition telles que le meulage, l'usinage et le traitement thermique peuvent être effectuées.
10.Inspection
Le moulage final est contrôlé pour vérifier la précision des dimensions, la qualité de la surface et les défauts internes à l'aide de techniques telles que les rayons X, les essais ultrasoniques ou le ressuage.
Matériaux utilisés
Le moulage à mousse perdue, avec ses avantages technologiques uniques, est applicable au moulage d'une variété de matériaux métalliques. Voici les caractéristiques d'application de certains matériaux métalliques courants dans la fonte à mousse perdue.
Fonte
La fonte possède d'excellentes propriétés de coulée. Elle a une bonne fluidité, ce qui lui permet de bien remplir les cavités complexes des modèles en mousse plastique lors du moulage à mousse perdue. En outre, la fonte a un taux de retrait relativement faible, ce qui réduit la tendance à la déformation et à la fissuration des pièces moulées pendant la solidification.
Acier moulé
L'acier moulé se caractérise par une résistance et une ténacité élevées, capables de supporter des charges et des impacts importants. Il présente une bonne soudabilité, ce qui facilite la réparation et l'assemblage des pièces moulées à un stade ultérieur.
Toutefois, en raison de son point de fusion élevé, l'acier moulé nécessite des températures de coulée plus élevées dans la coulée à mousse perdue et de meilleures propriétés réfractaires du revêtement.
Alliage d'aluminium
Lors de la coulée d'alliage d'aluminium par mousse perdue, le point de fusion de l'alliage d'aluminium étant relativement bas, l'effet thermique sur le modèle en mousse plastique est faible, ce qui permet de maintenir l'intégrité du modèle et de réduire les problèmes tels que la déformation du modèle et la mauvaise gazéification. En outre, ce procédé permet de produire des pièces moulées en alliage d'aluminium à parois minces et de forme complexe, ce qui améliore l'utilisation des matériaux et réduit les coûts de production.
Alliage de cuivre
Le moulage en mousse perdue peut reproduire avec précision les formes complexes et les structures fines des pièces moulées en alliage de cuivre. Pour certains connecteurs électriques et pièces d'instrumentation présentant des exigences de forme particulières, elle peut réduire les procédures de traitement ultérieures et améliorer l'efficacité de la production.
Par ailleurs, la bonne perméabilité du moule favorise l'évacuation des gaz dans le liquide de l'alliage de cuivre, ce qui réduit les défauts tels que les pores et améliore la qualité des pièces coulées.
En outre, certains alliages spéciaux peuvent également être coulés par moulage à mousse perdue, tels que les alliages à base de nickel et les alliages de titane. Toutefois, en raison de leurs points de fusion élevés et de leur forte activité, ces matériaux d'alliage ont des exigences plus strictes en ce qui concerne le processus de coulée et les matériaux, et des mesures spéciales doivent être prises pour garantir la qualité des pièces coulées.
Avantages de la coulée de mousse perdue
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Grande liberté de conception
Le moulage en mousse perdue permet de fabriquer directement des modèles en mousse selon des conceptions complexes, ce qui permet de produire des pièces moulées aux formes complexes et aux structures précises. Comme il n'est pas nécessaire de tenir compte de l'angle de dépouille, cette technologie permet de couler facilement des structures complexes telles que des cavités internes, des trous borgnes et des surfaces incurvées.
En outre, ce procédé convient parfaitement à la fabrication de pièces moulées à structure intégrée, ce qui réduit efficacement les besoins en matière d'assemblage et de soudage. Cela facilite grandement la production et améliore à la fois l'efficacité de la production et la qualité du produit.
Coût - Efficacité
Le moulage en mousse perdue permet de réduire les coûts de production de plusieurs façons.
Faibles coûts d'outillage : Il permet d'économiser sur les coûts de fabrication et d'entretien des moules, et convient particulièrement aux petites séries et à la production personnalisée.
Utilisation élevée des matériaux : L'utilisation de sable non lié permet de recycler le sable, ce qui réduit la consommation de matériaux et les coûts de production.
Réduction des coûts de main-d'œuvre : Le moulage en une seule pièce permet de réduire le nombre de pièces assemblées, ce qui permet d'économiser de la main-d'œuvre et des frais d'assemblage.
Efficacité élevée de la production
Les modèles en mousse du moulage à mousse perdue peuvent être produits rapidement, ce qui le rend très adapté à la production de masse et aux besoins de production automatisée, augmentant ainsi l'échelle et l'efficacité de la production. Pendant les phases de coulée et de solidification de ce processus, il n'est pas nécessaire de retirer le modèle. Cette caractéristique simplifie grandement les procédures de moulage, qui seraient autrement lourdes, réduisant ainsi les processus opérationnels et les coûts en termes de temps.
En outre, plusieurs pièces complexes peuvent être coulées simultanément dans le même bac à sable, ce qui permet d'utiliser pleinement l'espace et les ressources et d'améliorer encore l'efficacité de la production, rendant ainsi le processus de production plus efficace, plus pratique et plus rentable.
Adapté à divers matériaux et conditions de coulée
Il est applicable à une variété de matériaux métalliques tels que l'alliage d'aluminium, la fonte, la fonte ductile, l'acier au carbone, l'acier inoxydable et l'alliage de cuivre.
Haute précision de coulée
Le modèle en mousse est presque une réplique 1:1 de la pièce moulée finale, avec un faible taux de retrait et une grande précision dimensionnelle (généralement jusqu'à ±0,2 - 0,5 mm). En plus d'une grande précision, la finition de la surface de la pièce moulée est bonne, ce qui permet de réduire la quantité d'usinage.
Moulage en mousse perdue VS moulage en sable
Perdu - moulage en mousse et moulage en sable présentent des différences sur des aspects tels que les moules, la précision du moulage et les coûts. Les paragraphes suivants comparent plusieurs de leurs caractéristiques les plus importantes :
Moules
Perdu - mousse Moulage : Le modèle est fabriqué en mousse de polystyrène expansible, et il n'est pas nécessaire de le retirer ; il se gazéifie directement et disparaît au cours du processus de coulée. Par conséquent, pour les pièces moulées de forme complexe, il n'est pas nécessaire de concevoir des surfaces de séparation et des mécanismes d'extraction du noyau complexes, ce qui simplifie considérablement le processus de fabrication des moules et réduit les coûts des moules et les cycles de fabrication.
Moulage au sable : Il est généralement nécessaire de fabriquer des moules solides, tels que des moules en bois et des moules en métal. Pour les pièces moulées de forme complexe, la structure du moule est complexe, la difficulté de fabrication est élevée et le coût est important. En outre, la durée de vie du moule est limitée. Pour la production de certaines pièces moulées de petite taille et de forme complexe, le coût du moule représente une part relativement importante.
Précision de la coulée
Perdu - mousse Moulage : Grâce à la grande précision dimensionnelle du modèle et à l'absence de démoulage pendant le processus de coulée, les dommages causés au moule en sable lors du démoulage sont évités. Par conséquent, les pièces moulées présentent une grande précision dimensionnelle, une bonne qualité de surface et de faibles surépaisseurs d'usinage, et peuvent produire des pièces moulées aux formes complexes et aux exigences de précision dimensionnelle élevées, telles que les blocs moteurs et les culasses des véhicules automobiles.
Moulage au sable : Sous l'influence de facteurs tels que la précision du moule et le processus de moulage, la précision dimensionnelle et la qualité de surface des pièces moulées sont relativement faibles, et les surépaisseurs d'usinage sont importantes. Pour certaines pièces moulées de forme complexe, il est difficile de garantir une précision dimensionnelle et une qualité de surface élevées.
Coûts de production
Perdu - mousse Moulage : L'investissement en équipement est relativement important et le coût des matériaux de moulage est relativement élevé. Toutefois, pour la production de masse de pièces moulées complexes, la réduction des coûts de fabrication des moules, des heures de main d'œuvre pour le moulage et des indemnités d'usinage permet de réduire le coût global. Cependant, pour la production de petits lots, comme les matériaux du modèle ne peuvent pas être réutilisés, l'avantage en termes de coût n'est pas évident.
Moulage au sable : L'équipement et le processus sont relativement simples et l'investissement initial est faible. Pour la production de petits lots, le coût est relativement faible. Mais pour la production en masse de pièces moulées complexes, en raison des coûts élevés de fabrication des moules, du grand nombre d'heures de main d'œuvre pour le moulage et des importantes surépaisseurs pour l'usinage, le coût global est élevé.
Taille et poids des pièces
Perdu - mousse Moulage : Elle est très performante en matière de précision dimensionnelle et de formage de formes complexes pour les petits produits, et dispose également d'une certaine capacité de production pour les produits de grande taille.
Moulage au sable : Le moulage en sable dispose d'un processus mature et d'une riche expérience dans la production de produits de grande taille et peut produire diverses pièces moulées de très grande taille.
Comment Manek peut-il aider ?
Chez Manek, nous offrons à nos clients une série de services personnalisés spécifiquement pour les métaux, notamment le moulage à la cire perdue, le moulage en sable, le moulage sous pression, l'usinage CNC, la fabrication de tôles ainsi que divers traitements de surface.
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