Le moulage est l'une des plus anciennes méthodes de façonnage du métal en pièces utiles. Il est utilisé pour fabriquer des pièces automobiles et des capots de machines, par exemple. Il permet aux fabricants de créer des formes détaillées rapidement et efficacement.
Un élément essentiel de la coulée est le système d'injection. Ce système contrôle l'écoulement du métal en fusion dans le moule. Si le système d'injection n'est pas correctement conçu, le métal ne remplira pas correctement le moule. Cela peut entraîner des défauts, des pertes de matière et un ralentissement de la production.
Nous expliquerons ici ce qu'est un système de distribution dans la coulée, les pièces incluses dans le système de distribution dans la coulée au sable, et plus encore.
Qu'est-ce que le système de distribution dans le moulage ?
En fonderie, le système d'injection désigne le chemin emprunté par le métal en fusion pour pénétrer dans le moule. Le métal commence dans le bassin de coulée, puis s'écoule le long de la carotte, traverse les canaux et les injections, et enfin remplit la cavité du moule où la pièce est formée.
Le système de distribution contrôle la vitesse à laquelle le métal s'écoule dans le moule.
- Si le métal coule trop vite, cela peut provoquer des problèmes tels que des bulles d’air ou de la corrosion.
- Si l'écoulement est trop lent, le métal risque de refroidir avant de remplir complètement le moule, ce qui nuit à la qualité de la pièce finale.
La taille et la forme du système d'injection sont soigneusement étudiées lors de la fabrication du moule. Une mauvaise conception peut entraîner de graves défauts dans la pièce moulée.
Rôles clés du système de distribution dans la coulée
Un système de distribution bien conçu dans le processus de coulée effectue de nombreuses tâches importantes :
- Guider le plastique fondu
Il déplace le métal chaud en douceur du bassin de coulée vers le moule. Sans cela, le métal pourrait éclabousser ou refroidir de manière irrégulière, ce qui entraînerait des points faibles dans la pièce finale.
- Contrôle du débit et de la pression
Il contrôle la vitesse et la quantité de métal entrant dans le moule. Cela permet de maintenir un flux régulier et d'éviter la formation de bulles d'air, susceptibles de fragiliser la pièce.
- Gestion des températures
Le système de coulée garantit que le métal reste suffisamment chaud pour remplir correctement le moule, car le métal en fusion refroidit rapidement. Cela évite les problèmes tels que les pièces incomplètes ou les points froids.
- Production efficace
Un système de distribution intelligent réduit les déchets, accélère la production et facilite l'extraction de la pièce finie sans l'endommager. Il réduit également les tâches supplémentaires comme le meulage ou l'usinage ultérieur.
Composants clés du système de distribution dans la coulée
Voici les principaux composants du système de distribution dans la coulée à connaître :
- Bassin de coulée
Le bassin de coulée est une ouverture en forme d'entonnoir située au sommet du système de coulée. C'est là que le métal en fusion est versé depuis les poches. Il permet de contrôler la vitesse d'écoulement du métal et de le ralentir afin de réduire les éclaboussures et les turbulences. Il permet également de récupérer les impuretés et les déchets avant que le métal ne pénètre plus profondément dans le moule.
- sprue
La carotte est un canal vertical qui évacue le métal chaud du bassin de coulée. Elle est conçue pour assurer un écoulement régulier du métal et éviter la formation de bulles d'air. Elle contrôle également la vitesse et la quantité de métal entrant dans le moule, ce qui permet d'éviter les éclaboussures ou les turbulences susceptibles de provoquer des défauts.
- risers
Les risers agissent comme de petits réservoirs qui retiennent le métal supplémentaire. Ils alimentent le moule à mesure que le métal refroidit et se rétracte. Ils permettent de garantir que la pièce reste entièrement remplie et ne présente aucun espace vide à l'intérieur.
- Runner
Un canal d'alimentation est un canal horizontal reliant le puits de coulée aux portes. Le métal en fusion s'écoule de la carotte vers le canal d'alimentation, ce qui ralentit la vitesse de coulée du métal. Cela garantit un remplissage uniforme et régulier de la cavité du moule.
Le canal doit être entièrement rempli de métal en fusion pour empêcher la pénétration de saletés ou de scories dans le moule. Cela permet également au métal de couler régulièrement.
- Portail
L'entrée est le point où le métal en fusion passe du canal d'alimentation à la cavité du moule. C'est à cet endroit que la pièce commence à se former. Il peut y avoir une ou plusieurs entrées selon la pièce.
Il existe deux principaux types de portes :
- Petites portes ralentir le débit pour les pièces qui refroidissent lentement.
- Grandes portes permettre un écoulement plus rapide pour les pièces qui refroidissent rapidement.
Les portes doivent avoir des bords lisses et arrondis, car les arêtes vives peuvent se fissurer lors du coulage. Ces fissures peuvent laisser pénétrer du sable dans le métal en fusion, provoquant ainsi des défauts dans la pièce finale.
Différents types de systèmes de distribution à connaître dans le moulage
Il existe différents types de portes et de systèmes de portes, chacun étant conçu pour des types de métaux, des formes de moules et un nombre de pièces spécifiques.
Il s'agit notamment de:
Porte de bord
Ce seuil se trouve sur le bord du moule. Il est simple et facile à concevoir et à retirer. Les seuils de bord peuvent provoquer quelques éclaboussures, mais conviennent parfaitement aux pièces plus petites ou plus simples, où l'état de surface n'est pas essentiel.
Porte de la noix de cajou
Les portes en forme de crochet guident le métal en douceur dans le moule. Elles réduisent les éclaboussures et contribuent à un remplissage uniforme du moule. Elles sont idéales pour les pièces aux formes irrégulières afin d'assurer un bon écoulement du métal.
Tunnel / Porte sous-marine
Ces portes sont dissimulées à l'intérieur du moule, permettant au métal de s'écouler sans perturber la surface. Elles sont idéales pour la fabrication rapide de nombreuses pièces, notamment en fonderie sous pression automatisée. Les portes tunnel durent plus longtemps et nécessitent moins de nettoyage.
Porte de diaphragme
Les vannes à diaphragme répartissent le métal uniformément dans les moules de grande taille ou complexes. Elles permettent de remplir uniformément les sections fines ou difficiles et de réduire les défauts. Elles sont utilisées lorsque les pièces nécessitent un remplissage uniforme sur de nombreuses zones étroites.
Porte thermique
Les portes thermiques maintiennent certaines zones chaudes afin d'empêcher le métal de refroidir et de durcir trop tôt avant de remplir le moule. Cela permet de fabriquer des pièces très précises où un refroidissement contrôlé est essentiel pour la résistance et la qualité.
Porte de vanne
Les obturateurs à obturateur permettent de contrôler très précisément le flux de métal. Ils sont souvent utilisés dans les coulées automatisées ou de haute précision, notamment lors du remplissage simultané de plusieurs cavités de moule. Cela permet de garantir que chaque pièce présente la même qualité.
Principes clés à suivre pour la conception d'un système de distribution d'air dans la fonderie
Voici quelques éléments simples à prendre en compte lors de la conception d'un système de distribution dans une pièce moulée :
- Essayez de placer les cavités et les ouvertures de porte uniformément des deux côtés pour éviter une pression inégale qui peut provoquer un débordement.
- Disposez les cavités et les portes de manière à ce que le moule reste aussi petit et compact que possible.
- Maintenez des trajets d'écoulement courts et droits, avec des dimensions adaptées. Évitez les coudes prononcés et lissez les surfaces pour réduire les pertes de chaleur et assurer une bonne fluidité du métal.
- Assurez-vous que le métal atteigne toutes les pièces simultanément lorsque vous utilisez plusieurs cavités. Équilibrez les canaux pour répartir uniformément le flux.
- Gardez le système de distribution aussi petit que possible tout en remplissant complètement le moule pour économiser du matériau.
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