Moulage des alliages d’aluminium - Sable, moulage de précision et procédés apparentés

Les alliages d’aluminium de fonderie ont l’avantage de pouvoir être utilisés dans tous les procédés de moulage connus. Compte tenu de leur température de fusion modérée et de leur bonne aptitude au moulage, ce sont les procédés en moules métalliques (donc permanents), coquille gravité, coquille basse pression ou par aspiration, coulée sous pression (et ses variantes sous vide et avec injection de métal semi-solide), qui sont les plus répandus, notamment pour les grandes séries des pièces automobiles. Ces procédés offrent dans la plupart des cas un avantage de coût, de propriétés mécaniques et de caractéristiques dimensionnelles sur le moulage sable dans le cas des moyennes à grandes séries automobiles.

Le moulage sable couvre cependant aujourd’hui tout le spectre des pièces et applications. Pour certaines très grandes séries automobiles à caractéristiques mécaniques moyennes voire élevées (collecteurs, triangles de suspension, blocs moteur, etc), ce procédé redevient le moins coûteux grâce à l’emploi de grands chantiers automatisés à productivité atteignant 300 moules (souvent multi-cavités) par heure (cas d’un moulage automatisé en motte de sable à plan de joint vertical (Disamatic) avec des pièces sans noyaux). À l’opposé, pour des séries moyennes ou petites (destinées à l’aéronautique, au ferroviaire et aux diverses industries mécaniques), il permet par l’emploi de refroidisseurs d’atteindre des caractéristiques très élevées combinées à des formes extérieures et intérieures complexes. Il est évidemment le mieux placé pour les pièces unitaires ou les pièces de grand encombrement (mobilier urbain par exemple).

Le moulage avec modèles gazéifiables (Lost foam) semble avoir aujourd’hui trouvé un créneau stable : les culasses et blocs moteurs, ainsi que certaines pièces très complexes à noyautage (qui permet de réaliser des cavités internes non géométriquement démoulables).

Le moulage avec modèles en cire perdue et celui au plâtre est essentiellement destiné aux pièces de précision de taille petite ou moyenne, destinées à l’aéronautique, à l’électronique et également à l’automobile (roues de compression ou impellers pour les Turbocompresseurs).

Le procédé V est à l’opposé destiné à de grandes pièces, le plus souvent d’aspect (habillage de distributeur de billets).

Le moulage par ablation du sable est encore en développement, bien que certaines fabrications de petite série existent aux États-Unis. Si ses promesses sont tenues, il pourrait couvrir un large spectre de pièces grâce à son potentiel de propriétés mécaniques élevé et à ses apparents avantages au niveau du recyclage du sable.

Compte tenu de la diversité des procédés disponibles en fonderie d’aluminium, c’est le choix judicieux du couple alliage/procédé le mieux adapté au cahier des charges de la pièce et à son volume de production qui permet la réalisation de pièces moulées dans les meilleures conditions de qualité et de rentabilité.

Pour compléter son approche, le lecteur est invité à consulter les articles suivants :

• [M 3 635] Fusion des alliages d’aluminium ;

• [M 3 637] Moulage des alliages d’aluminium – Moules permanents : coquille, sous pression et apparentés ;

• [M 3 638] Fonderie d’aluminium : défauts et conception des pièces.

Devant la diversité des technologies, une classification des procédés est fournie au début de cet article.