La moulage en sable Ce procédé transforme le métal en fusion en formes complexes à l'aide de moules en sable, ce qui en fait l'une des méthodes de fabrication les plus polyvalentes et les plus rentables actuellement disponibles. Cette technique ancestrale, perfectionnée au fil des millénaires, permet de produire des objets aussi variés que des blocs moteurs ou des œuvres d'art décoratives.
Que vous soyez curieux de la fabrication ou que vous planifiez votre premier projet de moulage, comprendre chaque étape vous aidera à comprendre pourquoi cette méthode reste essentielle dans l'industrie moderne.
Chaque moulage au sable commence par un modèle : une réplique exacte de la pièce à réaliser, légèrement plus grande pour tenir compte du retrait du métal lors du refroidissement. Les modèles sont généralement fabriqués en bois, en plastique ou en métal, selon le nombre de pièces nécessaires. Imaginez un château de sable : le modèle est le seau qui crée la forme dans le sable.
Il existe deux types principaux de motifs : les motifs pleins pour les formes simples et les motifs divisés pour les géométries complexes. Les motifs divisés se divisent en deux moitiés, ce qui facilite leur retrait du sable sans endommager le moule. Vous ajouterez des éléments spéciaux appelés angles de dépouille (légères conicités) pour aider à extraire le motif proprement, tout comme les glaçons sortent plus facilement des plateaux à côtés inclinés.
Vous placerez du sable de moulage spécialement préparé – un mélange de sable de silice, d'argile et d'eau – autour du modèle, à l'intérieur d'un cadre métallique en deux parties appelé flacon. La moitié supérieure constitue la chape, et la moitié inférieure la traînée.
Commencez par placer le frein à l'envers et positionnez la moitié de votre motif divisé sur une surface plane. Saupoudrez le motif de poudre de séparation (comme du talc) pour éviter qu'il ne colle. Tassez fermement le sable autour du motif, en commençant par une fine couche contre la surface du motif, puis en poursuivant avec du sable de support plus grossier.
Vous créerez des canaux dans le sable, comprenant la carotte (point d'entrée vertical), les canaux de distribution horizontaux et les vannes (raccordements à la cavité de la pièce). Ce réseau agit comme la plomberie de votre maison : il dirige le flux de métal tout en filtrant les impuretés.
Positionnez la carotte de coulée de manière à créer un écoulement régulier et sans turbulences : les turbulences du métal emprisonnent l'air et créent des défauts. Ajoutez des colonnes montantes (réservoirs de métal en fusion) aux sections épaisses de votre pièce pour l'alimentation. rétrécissement À mesure que le métal refroidit, des cavités de retrait se forment et fragilisent la pièce. L'ensemble du système doit remplir le moule suffisamment rapidement pour éviter un refroidissement prématuré, mais suffisamment doucement pour éviter l'érosion des parois de sable.
Tout d’abord, frappez doucement le motif pour briser l’adhérence du sable, ce qui crée un petit espace tout autour.
Après avoir retiré les motifs, vous découperez les canaux du système de porte à l'aide d'outils spéciaux, positionnerez les noyaux (formes de sable créant des cavités internes) et reconnecterez le revêtement et le traîneau. Les noyaux sont logés dans des empreintes (renfoncements) précisément positionnées qui les maintiennent en place contre la poussée d'Archimède du métal liquide.
Appliquer un revêtement de moule ou laver les surfaces de la cavité pour une meilleure finition de surface et un démoulage plus facile. Fermez soigneusement le moule en veillant à un alignement parfait à l'aide de goupilles de guidage. Un mauvais alignement crée des marches ou des ailettes dans votre pièce. Enfin, lestez ou serrez la chape pour l'empêcher de flotter lors de la coulée du métal : le métal liquide est lourd et crée une pression ascendante importante.
La préparation du métal consiste à chauffer l'alliage choisi au-delà de son point de fusion dans un four, puis à le transférer rapidement dans le moule. Chaque métal nécessite des températures différentes : l'aluminium fond autour de 660 °C, tandis que l'acier nécessite 1,500 XNUMX °C ou plus. Vous ajouterez des désoxydants et des agents de dégazage pour éliminer les impuretés responsables de la porosité et de la fragilité.
Versez le mélange dans la carotte en maintenant un flux constant pour éviter les accumulations d'air. Surveillez le remplissage des masselottes : elles signalent le remplissage complet du moule. Arrêtez la coulée dès que du métal apparaît au sommet des masselottes, car un poids excessif pourrait fissurer le moule.
Le temps de refroidissement dépend du type de métal, de la taille de la pièce et de l'épaisseur de la section. Les pièces fines en aluminium peuvent se solidifier en quelques minutes, tandis que les pièces épaisses en fonte nécessitent des heures. Lors du refroidissement, le métal se contracte, aspirant le liquide des masselottes pour éviter la formation de dépôts. défauts de retraitVous entendrez des crépitements lorsque le moule en sable se dilate sous l'effet de la chaleur, puis se contracte pendant le refroidissement.
Résistez à la tentation de rompre le moule trop tôt. Un démoulage prématuré provoque des larmes brûlantes.fissures (contraction contrainte) ou déformation. En règle générale, attendez que les masselottes présentent une légère dépression sur le dessus, signe d'une solidification complète. Pour les pièces critiques, suivez les courbes de refroidissement calculées en fonction du métal et de la géométrie.
Shakeout libère votre moulage à partir du moule en sable Par vibration, impact ou méthodes manuelles. Commencez par casser le sable en vrac à l'aide de marteaux ou de secoueurs vibrant violemment. Le sable tombe, révélant votre pièce brute encore fixée au système de coulée. La plupart du sable est récupérable : il est nettoyé, réhumidifié et réutilisé pour le moule suivant.
Découpez le système de vannes et les colonnes montantes à l'aide de scies, de chalumeaux ou de meules. Éliminez le sable et le tartre adhérents par grenaillage (bombardement à la grenaille d'acier), culbutage ou nettoyage chimique.
La rectification élimine les plans de joint (arêtes surélevées où la pièce rencontre la friction) et les raccords d'injection. Certaines pièces moulées nécessitent un traitement thermique pour réduire les contraintes ou améliorer les propriétés mécaniques. L'usinage ajoute des détails précis, comme des trous filetés ou des surfaces d'appui, qui ne peuvent être moulés directement. Enfin, des revêtements protecteurs ou des finitions esthétiques peuvent être appliqués en fonction de l'usage prévu de la pièce.
