Les moulages au sable sont des pièces métalliques fabriquées en coulant du métal en fusion dans des moules en sable. C'est comme construire un château de sable sur la plage, sauf qu'il s'agit de créer un espace creux pour le métal liquide au lieu de construire des tours. Le type de sable choisi détermine la résistance de votre moule, la régularité de votre pièce finale et la rapidité de fabrication.
Différents moulage en sable Les sables conviennent mieux à différents projets. Découvrons les six principaux types de sables que vous rencontrerez dans toute fonderie.
Le sable vert est le matériau de base du moulage : il est utilisé dans environ 70 % des opérations de moulage au sable. Malgré son nom, il n'est pas vert ; on l'appelle « vert » car il contient de l'humidité, comme le bois vert qui n'a pas encore séché.
Ce mélange de sable contient sable de silice, de l'argile (généralement de la bentonite), de l'eau et parfois de la poussière de charbon. L'argile agit comme de la colle lorsqu'elle est humide, maintenant le tout ensemble pendant que vous coulez le métal.
Le principal avantage du sable vert est qu'il est réutilisable à l'infini. Il suffit d'ajouter un peu d'eau et d'argile après chaque coulée, de mélanger et c'est reparti.
L'inconvénient ? Il n'offre pas la fluidité optimale. finition de surface, et l'humidité peut provoquer des défauts si vous n'y prenez pas garde. Imaginez la différence entre dessiner sur du sable humide et du sable sec à la plage : le sable humide conserve mieux sa forme, mais il est plus salissant à travailler.
Le sable résineux, aussi appelé sable sans cuisson, utilise des liants chimiques plutôt que de l'argile et de l'eau pour maintenir le sable en place. Il se mélange à de la résine liquide et à un catalyseur, et il durcit à température ambiante, sans chaleur.
Imaginez un mélange de colle époxy. La partie A (la résine) et la partie B (le catalyseur) se combinent pour créer un moule extrêmement dur en 24 heures environ. sable de coulée pour le métal produit des surfaces incroyablement lisses et conserve des détails fins que le sable vert ne peut égaler.
Le compromis réside dans le coût. Le sable résineux est plus cher que le sable vert et sa réutilisation est plus difficile. La plupart des fonderies l'utilisent pour les pièces moulées de moyenne et grande taille, où la précision prime sur le prix.
Le sable de silicate de sodium utilise du verre soluble (silicate de sodium liquide) comme liant. Après avoir façonné le moule, il est soufflé au CO₂, ce qui durcit instantanément le sable par réaction chimique.
C'est comme utiliser du béton à prise instantanée pour mouler les grains de sable. Le CO₂ transforme le silicate de sodium en un gel qui fixe les grains de sable en quelques secondes.
Cette méthode permet d'obtenir rapidement des moules robustes, ce qui la rend idéale pour les noyaux (pièces qui forment les sections creuses des pièces moulées). Aucun équipement de chauffage n'est nécessaire, juste un réservoir de CO₂.
Le principal inconvénient est que les moules en silicate de sodium sont plus difficiles à démonter après la coulée. De plus, le sable se recycle mal, ce qui génère davantage de déchets qu'avec du sable vert.
Le sable coquillier crée des moules fins et creux qui ressemblent à des coquillages, d'où son nom. Il est enduit de résine thermodurcissable, puis chauffé contre un modèle métallique chaud à environ 450 °C.
Le procédé fonctionne comme la fabrication d'une gaufre. Le sable enrobé de résine entre en contact avec le motif chaud et forme immédiatement une coque dure d'environ 1 à 4 mm d'épaisseur.
Les moules coquille offrent une excellente finition de surface et une précision dimensionnelle optimale. Ils sont parfaits pour les pièces moulées de petite et moyenne taille nécessitant des détails précis, comme les pièces de moteur automobile.
L'investissement en équipement est plus élevé, car il faut des modèles chauffants et des fours de cuisson. Mais si vous fabriquez des milliers d'exemplaires identiques, la qualité et la rapidité en valent la peine.
Les moules en sable sec sont d'abord des moules en sable vert que l'on cuit ensuite au four à 300-650 °C. La chaleur évacue toute l'humidité et renforce le liant argileux.
C'est un peu comme la différence entre la pâte à modeler Play-Doh et l'argile durcie. La cuisson transforme un moule fragile en un matériau beaucoup plus durable.
Les moules en sable sec gèrent mieux le métal en fusion que le sable vert, car ils ne contiennent pas d'humidité susceptible de créer de la vapeur. Cela signifie moins de défauts et une meilleure finition de surface sur vos pièces moulées.
L'inconvénient évident est le coût en temps et en énergie. La cuisson de grands moules peut prendre des heures et nécessite un espace de four important. La plupart des fonderies réservent cette méthode aux pièces moulées de grande taille et complexes, où la qualité est essentielle.
Le sable limoneux contient environ 50 % de sable et 50 % d'argile, créant un mélange ayant la consistance de la pâte à modeler. On l'applique généralement en revêtement sur des structures en brique ou en métal plutôt que sur l'ensemble du moule.
Cette méthode est similaire au plâtrage d'un mur : on accumule des couches de terreau sur une structure, en lissant chaque couche pour créer la cavité du moule.
Les moules en terre cuite sont parfaits pour la création de pièces moulées de très grandes dimensions, comme des hélices de bateau ou des bases de machines massives. Le mélange riche en argile permet un excellent contrôle de la forme du moule.
Ce procédé est exigeant en main-d'œuvre et requiert des ouvriers qualifiés. Il est également lent, car chaque couche a besoin de temps pour sécher. Les fonderies modernes utilisent rarement le moulage en terreau pur, bien que cette technique soit encore utilisée dans des applications spécialisées.
Le sable vert est le meilleur point de départ pour les débutants. Il est facile à utiliser, peu coûteux et ne nécessite aucun équipement particulier, hormis des outils de mélange de base. Vous pouvez vous entraîner à plusieurs reprises sans craindre de gaspiller du matériel coûteux.
En règle générale, vous ne devriez pas mélanger différents types de sable car ils ont des liants incompatibles et les méthodes de durcissement. Cependant, vous pouvez utiliser différents sables pour différentes parties d'une même pièce moulée, comme du sable coquillier pour les zones détaillées et du sable vert pour le reste.
Le sable vert peut être réutilisé 20 à 30 fois avec un reconditionnement approprié. Les sables résineux et silicatés de sodium ne sont généralement pas réutilisés directement, mais peuvent être récupérés par des procédés thermiques ou mécaniques qui éliminent les liants.
Coulée de sable vert est relativement écologique, car le sable est réutilisable et contient des matières naturelles. Les sables à liaison chimique, comme la résine et le silicate de sodium, posent davantage de problèmes environnementaux en raison de leurs émissions et de leurs exigences en matière d'élimination.
