L'angle de dépouille de fonderie est la conicité intentionnelle intégrée aux surfaces du moule pour faciliter le retrait des pièces après solidification. Cet élément de conception essentiel prévient les problèmes tels que les dommages de surface, la déformation des pièces et l'usure du moule pendant le processus de coulée. Les exigences relatives à l'angle de dépouille varient selon la méthode de coulée : moulage en sable nécessite généralement 1 à 1.5°, le moulage sous pression nécessite 0.5 à 3°, tandis que coulée d'investissement peut fonctionner avec un tirage minimal de seulement 0° grâce à son procédé unique de coque en céramique.
L'angle de dépouille de pièce moulée désigne la conicité ou l'inclinaison intentionnelle des surfaces verticales d'une cavité de moule afin de faciliter le démoulage de la pièce moulée sans l'endommager. Cet écart angulaire par rapport à l'axe vertical facilite le démoulage de la pièce moulée après solidification.
Les angles de dépouille sont mesurés en degrés par rapport à l'axe vertical du moule. Généralement compris entre 0.5° et 5°, ces angles sont appliqués sur des surfaces perpendiculaires au plan de joint ou à la direction d'ouverture du moule.
Les angles de dépouille fonctionnent selon le principe fondamental de réduction des frottements et d'évitement du blocage mécanique lors de la phase d'éjection de la pièce. Lors de sa solidification, la matière fondue se contracte généralement légèrement, mais cette contraction seule est insuffisante pour assurer une évacuation en douceur.
Les surfaces inclinées créent un jeu croissant entre le moule et la pièce moulée à mesure que la pièce se déplace vers l'éjection. Ce dégagement progressif réduit considérablement la surface de contact et les forces de frottement correspondantes.
Pour les éléments internes (trous, évidements), l'angle de dépouille est orienté vers l'intérieur, ce qui élargit l'ouverture au niveau de la ligne de joint. À l'inverse, pour les éléments externes, l'angle de dépouille est orienté vers l'extérieur, ce qui rétrécit l'ouverture au niveau de la ligne de joint.
Des angles de dépouille insuffisants peuvent entraîner de nombreux problèmes de production qui affectent à la fois la qualité de la coulée et la longévité du moule.
En cas de dépouille insuffisante, le jeu réduit entre la pièce et les surfaces du moule crée des forces de frottement importantes lors de l'éjection. Ces frottements peuvent provoquer des grippages, des rayures ou des déchirures superficielles de la pièce.
Le problème devient particulièrement grave avec les surfaces texturées ou lors de l'utilisation de matériaux présentant une rugosité de surface élevée. L'imbrication microscopique entre les surfaces de la pièce moulée et celles du moule peut abîmer les détails de surface ou créer des traces de frottement tout au long du trajet de retrait.
Un tirage insuffisant peut entraîner le blocage des pièces dans le moule lors de l'éjection. La force d'extraction qui en résulte peut dépasser la résistance du matériau encore chaud, entraînant une déformation plastique ou un gauchissement.
Cette distorsion est plus prononcée dans les pièces embouties, où la surface de contact entre la pièce et le moule est importante. La contrainte d'éjection se concentre en des points précis plutôt que d'être répartie uniformément sur la pièce.
Un tirage nul ou minimal entraîne une usure excessive des surfaces du moule en raison du raclage lors du retrait des pièces. Cette usure accélérée réduit la durée de vie du moule et augmente les besoins de maintenance.
Les broches d'éjection peuvent exercer une pression inégale lors de l'extraction d'une pièce moulée résistante, ce qui peut endommager le moule et la pièce. Dans les cas extrêmes, une défaillance catastrophique du moule peut survenir si les pièces sont complètement grippées.
Les pièces éjectées avec difficulté présentent souvent des irrégularités dimensionnelles dues à des contraintes inégales lors du retrait. Ces contraintes peuvent provoquer des étirements, des compressions ou d'autres déformations localisées.
Les exigences de tirage varient considérablement selon les différents procédés de moulage en raison de leurs caractéristiques et limitations uniques.
Les angles de dépouille typiques dans la coulée au sable varient de 1∘ à 1.5∘, certaines sources citant des valeurs comme 1/8 pouce par pied (environ 0.6∘) comme ligne directrice courante, bien que davantage puissent être nécessaires en fonction de la profondeur et de la complexité du motif.
Bien que les angles de dépouille en moulage sous pression puissent parfois être inférieurs à ceux du moulage au sable, ils sont absolument essentiels. Les valeurs typiques varient de 0.5∘ pour les caractéristiques superficielles des alliages favorables à 2∘ ou 3∘, voire plus, pour les cavités plus profondes, les surfaces texturées ou les alliages sujets au collage.
La fonderie à cire perdue nécessite des angles de dépouille minimes par rapport aux autres procédés, en raison de la nature pliable et non rigide du moule en céramique. Des angles de dépouille aussi faibles que 0.5° suffisent souvent pour la plupart des caractéristiques.
Pour les murs droits jusqu'à 25 mm de hauteur, un angle de dépouille de 0.5° est généralement suffisant. Les éléments plus profonds peuvent nécessiter des angles de dépouille progressivement plus grands, mais dépassant rarement 1°, même pour les sections les plus profondes.
| Fonctionnalité | Casting d'investissement | Moulage en sable | Coulée sous pression |
| Nécessité générale | Souvent non requis / Minimal pour la partie finale | Requis | Critical |
| Raison principale | Coque cassable, rétrécissement de la cire | Suppression du motif du moule en sable | Éjection de pièces à partir d'une matrice métallique permanente |
| Angle de dépouille typique | Facultatif, 0° à 1° max (si appliqué à l'outil de motif) | ~1° à 1.5° ou plus (par exemple, 1/8″ par pied -0.6°) | 0.5° à 3°+ (varie selon l'alliage, la profondeur, la texture) |
| Brouillon négatif | Permis | Généralement pas autorisé | Généralement non autorisé (nécessite des mécanismes complexes comme des noyaux latéraux) |
| Type de moule | Coque en céramique jetable | Moule à sable jetable | Matrice métallique réutilisable |
| Impact sur les coûts d'outillage | Le projet impacte principalement modèle en cire outil si nécessaire | Coût du modèle d'impact du projet | Le tirage est essentiel pour la durée de vie et la rentabilité de la matrice |
Pour les géométries simples sans déformation, la coulée à la cire perdue ne nécessite pas d'angles de dépouille, car la coque en céramique utilisée est cassée après la coulée. Contrairement à la coulée au sable, où la dépouille évite d'endommager le modèle, la coulée à la cire perdue permet des formes complexes sans conicité, ce qui la rend idéale pour les composants complexes et précis. Cependant, une dépouille minimale de 0.5° est encore couramment appliquée comme bonne pratique de fabrication pour faciliter le retrait du modèle de l'outillage initial en cire.
