Procédé de moulage sous pression

Le moule est au cœur du moulage sous pression ; cette étape a une incidence directe sur la précision du moulage, le rendement de production et la durée de vie du moule.

1. Phase de conception :

• Données d'entrée : dessins 3D des produits (les tolérances, l'épaisseur des parois et les exigences relatives à la surface doivent être clairement définies), propriétés des matériaux (par exemple, la fluidité d'un alliage d'aluminium).
• Contenu de conception : cavité (reproduisant la forme du produit), système d'alimentation (guidant le métal en fusion pour assurer un remplissage uniforme), système d'évent (expulsant l'air de la cavité pour éviter la porosité), mécanisme d'éjection (assurant un démoulage en douceur), canaux de refroidissement (contrôlant la température du moule pour un refroidissement uniforme).
• Exigences clés : épaisseur de paroi ≥ 0,5 mm (pour éviter un remplissage incomplet), angles arrondis (pour éviter la concentration des contraintes), largeur de la rainure de dégazage comprise entre 0,1 et 0,2 mm (pour éviter le débordement du métal en fusion).

2. Étape de fabrication :

• Matériaux : La cavité du moule est réalisée en acier à outils pour travail à chaud à haute résistance (par exemple, H13, SKD61), qui présente une bonne résistance à la chaleur et à l'usure.
• Équipements d'usinage : centre d'usinage CNC (ébauche des cavités), électroérosion (finition des cavités, précision jusqu'à ±0,005 mm), découpe au fil (usinage de structures complexes), polissage (rugosité de surface des cavités Ra ≤ 1,6 μm, amélioration de la qualité de surface des pièces moulées).
• Production d'essai et vérification : une fois la fabrication du moule terminée, une production d'essai en petit lot est réalisée afin de vérifier les dimensions des pièces moulées, les défauts de surface et la facilité de démoulage, ainsi que d'ajuster les paramètres du moule (par exemple, en modifiant le système d'alimentation et en optimisant les canaux de refroidissement).

L'injection de métal en fusion dans la cavité du moule est une étape cruciale qui détermine la densité et la précision de la pièce moulée. Elle repose sur deux méthodes principales : le moulage sous pression à chambre chaude et le moulage sous pression à chambre froide.

1. Moulage sous pression à chambre chaude

• Le moulage sous pression à chambre chaude est un procédé de moulage sous pression dans lequel la chambre d'injection est directement reliée au four. Le métal fondu à bas point de fusion (tel que les alliages de zinc et certains alliages de magnésium) est maintenu en permanence à haute température dans le four et aspiré rapidement par la tige d'injection, puis injecté dans la cavité du moule à une pression comprise entre 10 et 50 MPa.
• Ce procédé présente des avantages tels qu'une durée de cycle courte (5 à 15 secondes par pièce), un haut degré d'automatisation et une mise en œuvre simple, ce qui le rend adapté à la production en série de pièces moulées de petite taille, à parois minces et de structure simple (telles que des pièces d'appareils électroménagers et des pièces de jouets).

2. Moulage sous pression à chambre froide

• Dans le moulage sous pression à chambre froide, la chambre d’injection est indépendante du four. Le métal fondu à haut point de fusion (tel que les alliages d’aluminium, de cuivre et de magnésium) doit être transféré dans la chambre d’injection manuellement ou à l’aide d’un bras robotisé. Il subit ensuite une injection segmentée (remplissage lent, injection à grande vitesse à 10-50 m/s) et un moulage sous haute pression à 50-150 MPa.
• Bien que la durée du cycle soit plus longue (15 à 60 secondes par pièce) et que l'investissement en équipement soit plus important, ce procédé convient à une gamme plus large de matériaux et permet d'obtenir des pièces moulées présentant une résistance et une précision dimensionnelle supérieures. Il est particulièrement adapté à la fabrication de pièces de grande taille, complexes et à haute résistance (telles que les blocs-moteurs automobiles et les supports d'équipements industriels).

:Améliorer la précision et l'aspect de la pièce moulée afin de répondre aux exigences d'utilisation. Après le démoulage, il convient d'éliminer l'excédent de matière, de corriger les défauts et d'optimiser la surface.

Grâce à un contrôle multidimensionnel, les produits défectueux sont éliminés afin de garantir que les pièces moulées répondent aux exigences des clients.

• Contrôle d'aspect : inspection visuelle ou par vision artificielle visant à détecter la porosité de surface, les fissures, les bavures, les déformations et autres défauts.
• Contrôle dimensionnel : à l'aide de pieds à coulisse, de micromètres (pour les dimensions simples) et de machines de mesure par coordonnées (pour les dimensions complexes, précision de ±0,005 mm), avec un taux d'échantillonnage ≥ 5% (en production de masse).
• Contrôle des défauts internes : Contrôles non destructifs : contrôle par rayons X (pour détecter la porosité interne et les cavités de retrait), contrôle par ultrasons (pour détecter les fissures), contrôle par ressuage (pour les fissures superficielles) ; Essais destructifs : des pièces moulées sélectionnées au hasard sont soumises à une analyse métallographique (pour vérifier la densité de la microstructure) et à des essais de résistance à la traction (pour vérifier les propriétés mécaniques).
• Emballage et expédition : les pièces moulées conformes sont emballées selon les exigences du client (par exemple, enveloppées dans du papier antirouille, mises en carton par lots) et étiquetées avec le numéro de lot et la quantité à des fins de traçabilité.