Qu’est-ce que le moulage métallique ?
Le moulage métalliques (anglais : die casting) est un type de méthode de moulage dans lequel un matériau chauffé et fondu est versé dans un moule.
- Les matériaux fondus utilisés sont des métaux tels que l’aluminium, le zinc et le magnésium.
- Le processus de fabrication est automatisé et convient à la production de masse.
- Un autre avantage est son faible coût, car une fois qu’une matrice est fabriquée, elle peut être utilisée en continu.
Le terme “moulage métallique” est utilisé non seulement pour désigner la méthode de fabrication, mais aussi le produit lui-même.
Utilisations des moulages métalliques
1. Pièces automobiles
Les pièces moulées sous pression sont utilisées dans une grande variété de pièces automobiles, y compris celles de la carrosserie, des couvercles autour des pompes à eau, des moteurs, des transmissions, des compresseurs pour climatiseurs et d’autres pièces de forme complexe.
Récemment, pour répondre aux besoins d’électrification et de réduction du poids, on s’en sert également dans les pièces entourant la direction assistée et les couvercles des unités de contrôle. Ceux en aluminium sont souvent utilisés pour les pièces automobiles, car elles sont souvent complexes et nécessitent une bonne dissipation de la chaleur. Bien qu’il existe des alternatives utilisant l’ABS et d’autres résines, les moulages métalliques en aluminium font toujours partie intégrante des pièces automobiles.
2. Appareils électroménagers
Les produits moulés sous pression sont également utilisés dans des appareils ménagers familiers tels que les téléviseurs, les climatiseurs, les machines à laver et les cuisinières électriques.
Comme les pièces automobiles, de nombreux appareils ménagers sont des produits de précision qui nécessitent une production de masse. C’est la raison pour laquelle le moulage métallique est utilisé. En effet, il permet de réaliser des formes complexes et de maintenir les coûts de production à un faible niveau.
3. Autres produits
Les produits moulés sous pression contribuent également à la miniaturisation et à la réduction du poids. Ils sont donc souvent utilisés pour des produits nécessitant une certaine légèreté, tels que les équipements de golf, les appareils photo, le matériel de pêche, les équipements OA et les téléphones portables.
Principe du moulage métallique
Il existe plusieurs types de moulages métalliques. Le processus général comprend les étapes suivantes :
La matrice fixe et mobile du moule de moulage sous pression sont pressées l’une contre l’autre avec une grande force.
Du métal en fusion (appelé eau chaude) est injecté dans l’espace qui les sépare à une pression élevée de plusieurs dizaines de mégapascals.
Une fois que l’eau chaude a durci, le moule mobile est déplacé et la pièce est retirée.
Les méthodes spéciales comprennent
1. Moulage métallique sous vide
Une fois les moules pressés l’un contre l’autre, l’air est éliminé et un vide est créé. Une fois le vide créé, de l’eau chaude est injectée et le produit est retiré. L’élimination de l’air entraîne la suppression des oxydes et permet la production de produits de haute qualité.
2. Moulage métallique non poreux
Après avoir été pressés, les moules sont remplis d’oxygène. Après le remplissage, de l’eau chaude est injectée et le produit est retiré. Cette méthode se caractérise par une réaction d’oxydation qui réduit la pression et empêche la formation de nids. Cette méthode convient aux produits qui nécessitent une certaine résistance.
3. Moulage métallique local sous pression
Après l’alignement des moules, de l’eau chaude est injectée. Lorsque l’eau chaude est à moitié solidifiée, le moule est partiellement remis sous pression. Cela permet à l’eau chaude de remplir les zones qui se sont contractées pendant la solidification, et de fabriquer des produits présentant moins de fissures.
Autres informations sur le moulage métallique
1. Différence entre le moulage métallique et le moulage sous pression
Le moulage est une méthode de mise en forme du métal liquide fondu dans un four à haute température et coulé dans des moules en sable, en métal ou en cire. En principe, aucune force extérieure n’est appliquée, mais le poids du métal liquide et l’écoulement qui s’ensuit sont utilisés. Le moulage métallique, quant à lui, est un développement ultérieur du moulage, dans lequel le métal liquide est injecté sous pression dans un moule pour le former.
Dans le cas de la coulée, le métal liquide chaud n’est pas si fluide, il lui faut donc du temps pour se répandre dans tous les coins du moule sous l’effet de son seul poids. De plus, il se rétracte en se solidifiant, c’est pourquoi les variations dimensionnelles et les plis provoqués par l’écoulement peuvent facilement entraîner des défauts.
Le moulage métallique, en revanche, applique une pression sur le métal liquide et l’injecte dans le moule. De ce fait, le métal est rapidement réparti dans tous les coins du moule. Grâce au processus de formage sous pression, la précision dimensionnelle est élevée et la rugosité de la surface est excellente. Cela permet une productivité élevée dans la production de masse. Une autre différence majeure avec le moulage est qu’en raison de la qualité élevée, les processus de finition et d’inspection peuvent être réduits.
2. Inconvénients du moulage métallique
Les formes en contre-dépouille sont désavantageuses
Comme le moulage métallique implique l’extrusion du produit hors du moule après le formage, il est difficile d’extruder des trous horizontaux et des parties de bride qui sont perpendiculaires à la direction d’extraction. Ces pièces sont appelées “formes en contre-dépouille”. Pour fabriquer des produits avec des contre-dépouilles, on utilise un noyau qui peut être retiré après le moulage. Cela complique le moule et augmente également les coûts de production.
Résistance inférieure à celle des produits moulés
Lors du moulage métallique, le métal liquide chaud est injecté dans le produit à une vitesse et une pression élevées. Cela entraîne la création d’air ne pouvant s’échapper et de gaz d’évaporation de l’agent de démoulage. Cela a pour effet d’améliorer la séparation entre le moule et le produit, à l’intérieur de celui-ci. Il en résulte inévitablement l’inclusion de défauts internes et une réduction de la résistance.
Lorsque la plasticité est appliquée par des forces externes, comme dans le cas du forgeage à chaud ou à froid, ces défauts peuvent être écrasés et la résistance revient donc supérieure à celle du moulage métallique. Toutefois, des méthodes de moulages métalliques ont été récemment mises au point pour résoudre ce problème.
Coûts initiaux élevés
L’inconvénient du moulage métallique est que son coût initial est élevé en raison de la forme complexe de la matrice et de la nécessité d’utiliser des matériaux coûteux présentant une excellente résistance à la chaleur et à la corrosion de l’aluminium. Il est également soumis à des températures et à des pressions élevées des centaines ou des milliers de fois par jour. Par conséquent, il n’a pas une longue durée de vie et ses coûts d’exploitation sont élevés.