Article

1 - DESCRIPTION ET CLASSIFICATION DES PROCÉDÉS DE MOULAGE

2 - MOULAGE EN MOULES DESTRUCTIBLES

3 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : M3636 v2

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

Auteur(s) : André LE NÉZET, Michel GARAT

Date de publication : 10 déc. 2013

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Cet article est la réédition actualisée de l’article M3636 intitulé « Moulage des alliages d’aluminium - Généralités. Moules destructibles » paru en 2004 et rédigé par Jean-Jacques PERRIER et Sylvain JACOB.

28/11/2013

RÉSUMÉ

 

Le moulage sable est de loin le plus important des procédés à moule destructible par le tonnage produit. Il permet de réaliser pratiquement tous les types de pièces (grande et petites, massives et minces, hautes caractéristiques et très courantes), tous les volumes de production (ultra grande série pour l’automobile sur chantiers automatisés et pièces à l’unité en moulage manuel). Les autres procédés, moulage sable à modèles gazéifiables (Lost Foam), cire perdue, moulage plâtre, procédé V et moulage sable par ablation (encore en développement) possèdent chacun des créneaux plus étroits.

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ABSTRACT

Sand casting is by far the most important of the processes using a destructible mould. Practically all types of parts can be produced (large and small, thick and thin, high strength and very common ones), and all production volumes obtained (from ultra high ones for the automobile industry to single parts in manually produced moulds). The other processes, evaporative pattern casting (Lost Foam), investment casting, V process and ablative casting (still in development) each have narrower segments of application.

Auteur(s)

  • André LE NÉZET : Ingénieur ESF, expert moulage des alliages non ferreux, RENAULT, Rueil-Malmaison, France

  • Michel GARAT : Ingénieur ESPCI, consultant privé, ancien directeur R & D Aluminium Pechiney et project manager Rio Tinto Alcan, Peyrins, France

INTRODUCTION

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.

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KEYWORDS

foundry design   |   mould design   |   properties of the parts   |   automobile parts   |   small series   |   aluminium sand casting   |   aluminium investment casting

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m3636


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GARAT (M.), GUY (S.), THOMAS (J.) -   Le procédé Castyral®  -  Hommes et Fonderie n° 205, p. 9-19 (mai 1990).

  • (2) -   Pressurized Lost Foam (& its vacuum filling variance)  -  Its advantages ; its future – by Dr Raymond J. Donahue, FASM Mercury Marine, Fond du Lac, WI. AFS Casting Congress, Colombus, Ohio (April 18, 2012).

  • (3) -   Le remplissage des empreintes de moules en sable  -  Éditions techniques des Industries de la Fonderie (1984).

  • (4) -   Masselottage en moulage sable  -  Éditions techniques des Industries de la Fonderie (1994).

  • (5) - DEVAUX (H.), JACOB (S.), RICHARD (M.) -   Amélioration de la qualité des pièces moulées en alliages cuivreux et en alliages d’aluminium par la filtration  -  Fonderie-Fondeur d’aujourd’hui n° 84, p. 43-53 (avr. 1989).

  • (6) - JACOB (S.),...

1 Thèses

http://www.sudoc.abes.fr

BRACCINI (M.). – Optimisation des pièces moulées : étude des phénomènes de fissuration à chaud dans les alliages Al-Cu. INP Grenoble (2000).

SAVELLI (S.). – Identification des mécanismes et approche quantitative de la fatigue d’alliages modèles d’aluminium de moulage. INSA Lyon (2000).

EVANS (W.J.), JONES (H.V.), SPITTLE (J.A.) et BROWN (S.G.R.). – « Defect sensitive fatigue in a cast aluminium alloy. » Strength of Materials. Oikawa et I The Japan Institute of Metals : 501-503 (1994).

HAUT DE PAGE

2 Brochures et catalogues

Catalogue des Éditions Techniques des industries de la Fonderie et Brochures du Centre Technique...

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