La principale différence entre le moulage sous pression et coulée d'investissement Le matériau et le procédé de moulage sont les mêmes. Le moulage sous pression utilise des moules métalliques réutilisables et injecte du métal en fusion sous haute pression. Le moulage à la cire perdue utilise des modèles en cire et des moules en céramique, produisant des pièces plus complexes, mais à un coût plus élevé et avec des cycles de production plus longs.
Le moulage sous pression force le métal en fusion dans des moules en acier trempé sous une pression extrême. Le métal se solidifie rapidement à l'intérieur de ces moules permanents, créant des pièces d'une excellente précision dimensionnelle et aux surfaces lisses.
Ce procédé fonctionne mieux avec les métaux non ferreux comme l'aluminium, le zinc et le magnésium. Ces métaux ont des points de fusion plus bas qui conviennent parfaitement aux matrices en acier. L'usinage des matrices coûte des milliers de dollars, mais elles permettent de produire des centaines de milliers de pièces avant de s'user.
1. Préparation du moule
Les ouvriers nettoient les moitiés de matrice et les vaporisent de lubrifiant. La matrice se ferme ensuite sous une force énorme, souvent de plusieurs centaines de tonnes.
2. Fusion et préparation du métal
Le métal choisi fond dans un four. Le métal en fusion est ensuite transféré dans un four de maintien qui maintient la température exacte nécessaire à la coulée.
3. Injection
La machine projette le métal en fusion dans la matrice à une vitesse pouvant atteindre 60 km/h. La pression varie de 1,500 25,000 à XNUMX XNUMX psi.
4. Refroidissement et solidification
Le métal refroidit rapidement à l'intérieur de la matrice refroidie par eau. La matrice reste bloquée pendant toute la phase de refroidissement.
5. Éjection
Une fois solide, le moule s'ouvre. Des éjecteurs poussent la pièce hors du moule. La pièce sort souvent avec un excédent de métal, appelé bavure, qui se forme à la jonction des deux moitiés du moule.
6. Taille
Les ouvriers retirent les bavures et tout excès de matériau des portes et des glissières.
Le moulage à la cire perdue permet de créer des pièces métalliques grâce à une approche totalement différente. Au lieu de moules permanents, ce procédé utilise des coques en céramique jetables formées autour de modèles en cire. Il excelle dans la production de pièces aux détails complexes, impossibles à usiner.
Le moulage à la cire perdue privilégie la rapidité à la polyvalence et à la précision. Alors que le moulage sous pression produit des milliers de pièces, le moulage à la cire perdue se concentre sur des séries plus petites de composants complexes.
1. Création de motifs
Tout commence par un modèle en cireLes fabricants injectent de la cire fondue dans des matrices en aluminium pour créer des répliques exactes de la pièce souhaitée.
2. Assemblage du modèle
Plusieurs modèles en cire sont fixés à une tige centrale appelée carotte, créant ainsi une structure arborescente.
3. Bâtiment Shell
L'arbre à cire est plongé dans une pâte céramique, puis recouvert de sable fin. Ce processus est répété 5 à 10 fois sur plusieurs jours. Chaque couche doit sécher complètement avant d'ajouter la suivante. On obtient ainsi une coque en céramique d'environ 1 à 4 mm d'épaisseur.
4. Enlèvement de cire
L'assemblage revêtu de céramique est placé dans un autoclave à vapeur. La vapeur haute pression fait fondre la cire en quelques minutes, laissant un moule en céramique creux.
5. Cuisson du moule
La coque en céramique vide doit être renforcée avant de pouvoir contenir le métal en fusion. Des fours chauffent les coques à 1800-2000 °C. Ce processus brûle les résidus de cire et transforme la céramique en un moule solide et stable.
6. Coulage du métal
Le métal en fusion s'écoule dans le moule en céramique chaud par gravité. Le moule peut reposer sur un lit de sable pour le soutenir pendant le coulage.
7. Refroidissement
Les moules remplis refroidissent lentement à température ambiante.
8. Retrait de la coque
Une fois refroidie, la coque en céramique se détache facilement. Les méthodes incluent les vibrations, les jets d'eau ou le simple martelage.
9. Finition
Les pièces individuelles sont découpées dans l'arbre à l'aide de scies ou de disques à tronçonner. Les portes et les points de fixation doivent être rectifiés aux dimensions finales.
| Attribut | Coulée sous pression | Casting d'investissement |
|---|---|---|
| Type de moisissure et durée de vie | Matrices réutilisables en acier trempé ; 100,000 XNUMX à des millions de tirs | Coque en céramique jetable (nouveau moule par moulage) ; la matrice de modèle principal pour les modèles en cire est réutilisable |
| Compatibilité des matériaux | Principalement non ferreux (alliages Al, Zn, Mg, Cu) ; les métaux ferreux sont généralement inadaptés | Ferreux (aciers, aciers inoxydables, alliages de cobalt) et non ferreux (alliages d'aluminium, de nickel, de titane, de cuivre) ; alliages haute température/exotiques |
| Complexité de la conception | Idéal pour les formes complexes et les parois minces ; les contre-dépouilles nécessitent des matrices complexes (glissières/noyaux) | Excellent pour les géométries très complexes/complexes, les contre-dépouilles, les passages internes ; une plus grande liberté de conception |
| Précision dimensionnelle | Excellent; ISO CT4-CT6 ; Tolérances jusqu'à ±0.005 po. | Excellent; ISO CT5-CT7 ; Tolérances ±0.010 po (1er pouce), ±0.004 po (pouce supplémentaire) |
| Finition de surface (Râ) | Bon à excellent ; 0.8 à 3.2 µm (125 µin) ; lignes de séparation présentes | Excellent ; 1.6 à 6.3 µm (63 à 250 µin) ; Pas de lignes de séparation ni de bavures |
| Coût de l'outillage | Coût initial élevé pour les matrices en acier | Coût initial inférieur pour la matrice de modèle principal ; coût permanent pour les matériaux de coque en céramique |
| Volume de production | Idéal pour les volumes élevés (des dizaines de milliers à des millions) | Idéal pour les volumes faibles à moyens |
| Coût par pièce | Très faible à des volumes élevés | Plus élevé, surtout à des volumes élevés ; peut être compensé par un usinage réduit |
| Vitesse de production/temps de cycle | Très rapide (quelques secondes à quelques minutes par prise) | Plus lent (plusieurs étapes ; 50 à 100 moulages/h) |
| Délai d'exécution global | Long pour l'outillage initial ; rapide pour la production de pièces | Délai plus long pour la production de pièces (4 à 6 semaines et plus) en raison du processus en plusieurs étapes |
| Taille/poids maximal des pièces | Pièces petites à moyennes ; limitées par la taille de la machine/matrice | Onces jusqu'à 100 livres (spécialisé > 1000 0.01 livres) ; optimal 20 à XNUMX kg |
| Défauts courants | Porosité au gaz, ratés, fermetures à froid | Retrait, porosité, inclusions, ratés, déformation |
| Besoins de post-traitement | Retrait du flash/de la grille ; peut nécessiter un usinage pour les spécifications ou la finition les plus strictes | Retrait de la porte ; souvent, usinage minimal voire nul nécessaire en raison de la forme et de la finition quasi nettes |
| Epaisseur | Capable de parois très fines | Capable de parois minces, mais très minces (< 0.5 mm), cela peut être difficile pour le modèle en cire |
