La fonderie sous pression : procédés et avantages

La fonderie sous pression est un procédé de fabrication industrielle qui utilise des outillages pour produire des pièces métalliques. Lorsque celles-ci ont une forme géométrique complexe et précise, aucun autre procédé industriel ne peut atteindre le résultat que donne la fonderie sous pression par injection. Ce procédé utilise un alliage fondu ou du métal injecté dans une chambre à haute pression.

Procédé de coulée sous pression

Dans ce procédé, les moules en acier réutilisables sont préchauffés et éventuellement enduits d'un agent de démoulage afin de protéger les surfaces des outillages et les lubrifier avant chaque utilisation. Les métaux en fusion sont pré-mesurés et injectés dans ces moules à très haute pression.

L’alliage choisi est conduit jusqu’aux empreintes du moule au travers du gooseneck, de la buse machine et des canaux d’alimentation. La pièce est éjectée du moule. Le piston revient en position haute, l’orifice du col de cygne est libéré et la chambre d’injection se remplit automatiquement du métal fondu. La machine est alors prête pour l’injection suivante.

Ce procédé à haute pression donne aux pièces une structure de surface dense et à grain fin, avec un large éventail de propriétés physiques et mécaniques, telle la résistance à la fatigue qui est un critère important dans le choix du métal. En effet, la rupture due à la fatigue est le cas le plus fréquent dans les pièces mécaniques. Le Zamak a une résistance à la fatigue sept à dix fois plus importante qu’un plastique de type ABS.

Le choix des métaux ou alliages à utiliser dépend également du cahier des charges et de la fonction de la pièce. L'un des procédés les plus utilisés est le moulage sous pression de l'aluminium. D'autres métaux sont également utilisés comme le laiton, le magnésium et les alliages de zinc.

Quels sont les avantages de la fonderie sous pression ?
 

1. Parfaite pour une production rapide et en grande série

Ce process de fonderie permet de produire à haute cadence. Grâce aux moules d'injection en acier trempé, le procédé peut être répété plusieurs centaines de milliers de fois pour créer des pièces métalliques parfaitement identiques. Avec les alliages de zinc, les cadences de production sur machines conventionnelles à chambre chaude sont élevées et peuvent dans certains cas dépasser mille injections par heure pour des pièces minces et de faibles dimensions.

La fonderie sous pression est donc parfaitement appropriée pour la production en grande série. De plus, elle nécessite que peu ou pas d'usinage.

2. Des moules durables et précis

Les outillages sont solides, ils résistent longtemps à l’usure. Ils sont également résistants à la chaleur, présentent une bonne stabilité dimensionnelle tout en conservant des tolérances étroites.

En fonction de la complexité de la pièce, la grande précision des outillages permet d’éliminer un maximum d’opérations d’usinage. Avec le Zamak, la durée de vie des outillages est plus longue, ce qui aide à réduire les coûts de production.

3. Des pièces résistantes

Les pièces issues de la fonderie sous pression, même celles à parois très fines, ont des résistances meilleures que leurs homologues en plastique ayant exactement les mêmes formes ou dimensions. En outre, étant donné que ces pièces fonctionnelles peuvent être moulées en une seule unité, ce qui évite des opérations d’assemblage de différentes pièces, elles sont plus solides.

4. Finitions

Plusieurs procédés de finition peuvent être appliqués sur les pièces de fonderie brutes. Tout d'abord, pour la préparation des états de surfaces, il y a le grenaillage qui est une projection de particules métalliques sur les pièces en vue de supprimer les bavures et traces de moulage. Il y a ensuite le sablage qui est la projection de sable ou de petites billes de verre sur la pièce à l’aide d’un jet dirigé. La tribofinition : les pièces sont placées dans un bac vibrant qui contient des cailloux abrasifs en céramique. L’émerisage et l’ébavurage permettent un suppression manuelle des traces généralement sur des pièces de grandes dimensions et/ou en faible nombre, et enfin il y a le polissage, qui est fait préalablement à un traitement de surface de très haute qualité d’aspect, permettant la préparation pour un chrome brillant ou une belle dorure.

5. Assemblage

Pour supprimer les opérations d’usinage (perçage, filetage et taraudage) et les éléments d’assemblage (vis, écrous, rivets), la fonderie sous pression donne la possibilité de réaliser des liaisons comme le sertissage, le rivetage, le vissage, l’emmanchement, le collage ou encore l’insert surmoulé. Le Zamak est parfaitement adapté à ce type de liaisons.

Le mot de la fin

Depuis l'invention du premier équipement de fonderie sous pression en 1839, le procédé de moulage sous pression a montré ses avantages à différents usages industriels et mécaniques et semble encore avoir de beaux jours devant lui. Avec les exigences d’écoconception que requièrent aujourd’hui les industries mondiales, la fonderie sous pression reste un modèle de développement durable, du fait de sa consommation basse d’énergie et de la haute recyclabilité du zinc, principal constituant du Zamak. En outre, la transformation (affinage et fonderie) et la valorisation des jets de coulée de fonderie zinc se fait sur le territoire national (comme chez notre adhérent Genlis Metal) ; par conséquent, il n'y a pas de problème d'approvisonnement ou de dépendance vis-à-vis d'un pays tiers et donc une empreinte carbone réduite pour le transport.


Source : Robotics and automation news - Die casting 101: Learn More About its Process and Advantages
https://roboticsandautomationnews.com/2020/03/03/die-casting-101-learn-more-about-its-process-and-advantages/30835/