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Moulage en sable

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Coulées de valve

Le moulage en sable est utilisé pour produire une grande variété de composants métalliques aux géométries complexes. Ces pièces peuvent varier considérablement en taille et en poids, allant de quelques onces à plusieurs tonnes. Certaines petites pièces moulées en sable comprennent des composants tels que des engrenages, des poulies, des vilebrequins, des bielles et des hélices. Les applications les plus importantes comprennent les boîtiers pour les gros équipements et les bases de machines lourdes. Le moulage en sable est également courant dans la production de composants automobiles, tels que les blocs-moteurs, les collecteurs de moteurs, les culasses et les carters de transmission.


La coulée en sable, le procédé de coulée le plus largement utilisé, utilise des moules en sable consomptibles pour former des pièces métalliques complexes pouvant être fabriquées à partir de presque tous les alliages. Étant donné que le moule en sable doit être détruit afin de retirer la pièce, appelée moulage, le moulage en sable a généralement un faible taux de production. Le procédé de moulage en sable implique l'utilisation d'un four, d'un métal, d'un modèle et d'un moule en sable. Le métal est fondu dans le four puis coulé et versé dans la cavité du moule en sable, qui est formé par le motif. Le moule en sable se sépare le long d'une ligne de séparation et la coulée solidifiée peut être retirée. Les étapes de ce processus sont décrites plus en détail dans la section suivante. Dans le moulage en sable, l’équipement principal est le moule, qui contient plusieurs composants. Le moule est divisé en deux moitiés - la cope (moitié supérieure) et la résistance (moitié inférieure), qui se rejoignent le long d'une ligne de partage. Les deux moitiés de moule sont contenues dans une boîte, appelée flacon, qui est elle-même divisée le long de cette ligne de séparation. La cavité du moule est formée en tassant du sable autour du motif dans chaque moitié du ballon. Le sable peut être emballé à la main, mais les machines à pression ou à impact garantissent un conditionnement uniforme du sable et demandent beaucoup moins de temps, augmentant ainsi le taux de production. Une fois le sable tassé et le motif enlevé, il restera une cavité qui forme la forme externe de la pièce moulée. Certaines surfaces internes de la pièce moulée peuvent être formées par des noyaux.


Le moulage en sable peut utiliser presque tous les alliages. Un avantage de la coulée en sable est la possibilité de couler des matériaux ayant des températures de fusion élevées, notamment l'acier, le nickel et le titane. Les quatre matériaux les plus couramment utilisés dans la coulée en sable sont illustrés ci-dessous, ainsi que leurs températures de fusion

Matériaux Température de fusion
Alliages d'aluminium 660 ° C (1220 ° F)
Alliages de laiton, 1980 ° F (1082 ° C)
Fonte 1990-2300 ° F (1088-1260 ° C)
Fonte d'acier 2500 ° F (1371 ° C)

Le coût des matériaux pour la coulée en sable comprend le coût du métal, la fonte du métal, le sable de moulage et le sable de noyau. Le coût du métal est déterminé par le poids de la pièce, calculé à partir du volume de la pièce et de la densité du matériau, ainsi que du prix unitaire du matériau. Le coût de la fusion sera également plus élevé pour un poids de pièce supérieur et sera influencé par le matériau, car certains matériaux sont plus coûteux à faire fondre. Cependant, le coût de la fusion est généralement insignifiant par rapport au coût du métal. La quantité de sable à mouler utilisée, et donc son coût, est également proportionnelle au poids de la pièce. Enfin, le coût du sable de noyau est déterminé par la quantité et la taille des noyaux utilisés pour le moulage de la pièce.

Avantages du procédé de moulage en sable
Peut produire de très grandes pièces
Peut former des formes complexes
Nombreuses options matérielles
Faible coût d'outillage et d'équipement
Les déchets peuvent être recyclés
Court délai possible

Applications:
Pièces de machine de construction, pièces d'échafaudage, blocs-moteurs et collecteurs, bases de machines, engrenages, poulies, pièces pour l'agriculture, pièces de marine, pièces médicales, matériel informatique, pièces d'automobile, etc.
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