Production de pièces moulées - Ningbo Hexin, Zhejiang, spécialisée dans le moulage à basse pression, le moulage par gravité, la fabrication de moules pour le moulage sous pression, l'usine de moulage d'aluminium.

Qu'est-ce que la fabrication de moules sous pression (moulage sous pression, moulage par gravité, moulage à basse pression) ?

Moulage sous pressionLe liquide métallique est entraîné par le poinçon d'injection à compression pour remplir la cavité de précision à une vitesse élevée avec une vitesse de porte intérieure de 50~100m/s et une pression spécifique de ≥70MPa, et le temps de remplissage n'est que de 0,01~0,2 secondes, et les pièces à parois minces de haute précision sont obtenues après solidification au niveau CT4~6 ; cependant, en raison de la difficulté à décharger complètement le gaz de la cavité, il y a des trous d'air diffus dans la coulée, ce qui rend impossible l'exécution du traitement thermique de solution, et le taux d'allongement de δ＜5%.

coulée à basse pressionL'air comprimé sec (0,02~0,08MPa) agit sur la surface liquide du creuset scellé, entraînant le liquide métallique à remplir le moule de bas en haut le long du système de coulée à travers le tuyau de liquide ascendant, et la vitesse de remplissage peut être contrôlée à 0,05~0,5m/s ; le processus de cristallisation applique la pression de préservation (0,1~0,3MPa) pour forcer le retrait, et obtient la coulée d'organisation dense et sans porosité involutive, qui peut être traitée thermiquement à T6, et la résistance à la traction ≥300MPa, l'allongement δ jusqu'à 7%~12%. Résistance à la traction ≥300MPa, allongement δ jusqu'à 7%~12%.

coulée gravitationnelleLe liquide métallique dépend uniquement de l'énergie potentielle gravitationnelle générée par la poche de coulée pour remplir le moule en métal ou le moule en sable résineux, et le schéma d'écoulement est déterminé par les paramètres géométriques du système de coulée ; il réalise une solidification et un retrait séquentiels grâce à la mise en place de colonnes montantes, et la tendance au retrait et au relâchement des pièces à parois épaisses est faible, et la coulée peut atteindre une étanchéité à l'air de classe Ⅰ (pas de fuite à la pression de maintien de 0,02MPa pendant 30 secondes), mais les tolérances dimensionnelles ne sont généralement que CT7~10, et les surépaisseurs d'usinage sont importantes.

Procédé de fabrication par moulage d'alliages d'aluminium

He Xin Moulding dispose à la fois deMoulage sous haute pression, moulage sous basse pression, moulage par gravitéLes trois principaux procédés de moulage d’alliages d’aluminium permettent de couvrir une gamme allant des petites pièces de précision de quelques dizaines de grammes aux pièces structurelles de taille moyenne à grande pesant plusieurs dizaines de kilogrammes. Ces trois procédés présentent des différences fondamentales en termes de mécanisme de remplissage du moule, de qualité métallurgique, de précision dimensionnelle et de cas d’application — le choix du procédé de moulage approprié détermine directement les caractéristiques de la pièce.Densité interne, propriétés mécaniques, surépaisseur d'usinage et coût global. Les éléments suivants fournissent des références techniques pour le choix des équipements, sous trois angles : les principes de fonctionnement, les paramètres clés et les limites d'application.

Principes de sélection :Le moulage sous haute pression vise l'efficacité et la précision des parois minces, le moulage sous basse pression privilégie la densité de la structure et l'aptitude au traitement thermique, tandis que le moulage par gravité met l'accent sur les faibles coûts et la flexibilité pour les petites séries. Il n'existe pas de " procédé optimal ", mais seulement la solution de procédé la mieux adaptée aux exigences du produit.

Comparaison de trois procédés de fonderie

Moulage sous pression (HPDC)

Vitesse de remplissage50 à 100 m/s

Durée de remplissage0,01 à 0,2 s

pression spécifique≥ 70 MPa

Tolérances dimensionnellesNiveaux CT 4 à 6

Allongement δ< 5%

traitement à chaud (par exemple du métal)Non soluble dans la matrice

Le métal en fusion remplit à grande vitesse les cavités de moules de précision sous l'action d'un poinçon d'injection, ce qui permet d'obtenir, après solidification, des pièces à parois minces de haute précision. Cependant, comme il est difficile d’évacuer complètement les gaz présents dans les cavités, les pièces moulées présentent généralement des porosités diffuses, ne peuvent pas subir de traitement thermique de mise en solution solide et affichent un allongement relativement faible. Ce procédé convient aux pièces produites en grande série, à parois minces, de forme complexe et pour lesquelles les exigences en matière de propriétés mécaniques ne sont pas extrêmes.

Moulage à basse pression (LPC)

Vitesse de remplissage0,05 à 0,5 m/s

Pression de remplissage0,02 à 0,08 MPa

Pression de maintien0,1 à 0,3 MPa

résistance à la traction≥ 300 MPa

Allongement δ7%~12%

traitement à chaud (par exemple du métal)Compatible avec le traitement T6

L'air comprimé sec entraîne le remplissage du moule par un écoulement laminaire ascendant du métal en fusion ; le processus de remplissage est régulier et contrôlable, sans formation de pores par entraînement d'air. La phase de maintien de la pression permet une compensation forcée du retrait, ce qui permet d'obtenir des pièces moulées de haute qualité, à structure dense et pouvant subir un traitement thermique. Ce procédé convient aux pièces de sécurité et aux pièces structurelles soumises à des exigences élevées en matière d'étanchéité à l'air, de résistance et d'allongement.

Moulage par gravité (GDC)

Énergie de rechargeÉnergie potentielle gravitationnelle

Type de mouleMoules métalliques / Moules en sable résiné

Tolérances dimensionnellesNiveaux CT 7 à 10

étancheNiveau I

Méthodes de réductionSolidification séquentielle des canaux de coulée

Coût du moule低

Le métal en fusion remplit la cavité uniquement grâce à l'énergie potentielle gravitationnelle générée par l'inclinaison de la poche de coulée ; le régime d'écoulement est déterminé par les paramètres géométriques du système de coulée. La solidification séquentielle et la compensation du retrait s'effectuent par le biais des masselottes, ce qui réduit la tendance au retrait et à la porosité dans les zones à parois épaisses et garantit une excellente étanchéité aux gaz. Ce procédé convient aux pièces moulées produites en petites séries, présentant des épaisseurs de paroi très variables ou pour lesquelles l'aspect est primordial.

Comparaison globale des paramètres de fabrication

dimension de comparaison	Moulage sous pression (HPDC)	Moulage à basse pression (LPC)	Moulage par gravité (GDC)
Mécanisme de remplissage	Remplissage turbulent à grande vitesse	Remplissage par injection par le fond en écoulement laminaire	Remplissage par gravité par le haut / par le bas
Épaisseur typique de la paroi	1 à 6 mm	3 à 15 mm	4 à 30 mm
Pores internes	Pores diffus, inévitables	Pores non enchevêtrés	En petite quantité, maîtrisable
traitement thermique	À éviter : T6 (formation de bulles dans les pores)	Compatible T6/T7	Compatible T6/T7
Précision dimensionnelle	CT4 à 6 (maximum)	CT5 à 7	CT7 à 10
rugosité de la surface	Ra 3,2 à 6,3 μm	Ra 6,3 à 12,5 μm	Ra 12,5 à 25 μm
Résistance à la traction (A356-T6)	— (Ne pas traiter thermiquement)	≥ 300 MPa	≥ 280 MPa
Allongement (A356-T6)	-	7%~12%	5%~8%
Durée de vie du moule	80 000 à 150 000 cycles	30 000 à 50 000 cycles	20 000 à 100 000 cycles
Coût unitaire d'un moule	高	milieu	Faible à moyen
lot économique	≥ 5 000 pièces par an	≥ 1 000 pièces par an	≥ 100 pièces par an
application typique	Coques à paroi mince, connecteurs	Jantes, culasses, pièces de structure	Collecteurs, corps de pompe, pièces à parois épaisses

L'ensemble du processus de production de pièces moulées

Quel que soit le procédé de moulage choisi, la production de Hexin suit les processus standardisés suivants, garantissant un contrôle qualité tout au long de la chaîne, de la conception des moules à la livraison des produits finis :

Conception et fabrication de moules

Réalisation d'une modélisation 3D et d'une analyse CAE de l'écoulement de la matière à partir des plans du produit, optimisation du système de coulée et de la disposition des évents, fabrication de moules de fonderie de haute précision et réalisation d'essais de validation.

Fusion et coulée

Les lingots d'alliage d'aluminium sont dosés en fonction de leur référence, puis fondus dans un four électrique en contrôlant rigoureusement la température de l'aluminium fondu (±5 °C) ; après dégazage et affinage, la coulée ou l'injection sous pression est réalisée conformément aux paramètres de procédé.

Post-traitement et nettoyage

Une fois les pièces moulées refroidies, on élimine les canaux de coulée, les masselottes et les bavures, puis on procède à un sablage ou à un grenaillage afin d'éliminer la couche d'oxydation superficielle et d'obtenir une surface propre, prête pour l'usinage CNC ou le traitement de surface.

le contrôle de la qualité

Des contrôles visuels, des contrôles dimensionnels, des contrôles par rayons X (pour les pièces de sécurité), des tests d'étanchéité à l'air et des contrôles aléatoires des propriétés mécaniques sont effectués ; les pièces conformes sont ensuite acheminées vers l'usinage CNC ou vers l'emballage et l'expédition.

Capacité de production de Hexin Foundry

Ligne de production de moulage à basse pression

Équipée de deux machines de moulage sous basse pression, notre usine est capable de produire des pièces moulées en alliage d'aluminium d'un poids unitaire compris entre 0,5 et 25 kg. Notre capacité de production annuelle permet de répondre aux commandes de moyenne et grande série, et nous prenons en charge les nuances A356, ZL101, ZL104, etc.

Ligne de production de moulage par gravité

Équipée de 2 machines de moulage par gravité inclinée + 6 machines à noyaux en sable, elle permet de traiter des pièces moulées présentant des structures internes complexes et prend en charge deux types de moules : les moules métalliques et les moules en sable résiné, s'adaptant ainsi avec souplesse aux besoins de petites séries et de prototypage.

Fabrication autonome de moules

Centre d'usinage CNC + machine d'électroérosion (EDM) pour la fabrication en interne de moules de fonderie ; délai de développement des moules de 15 à 25 jours ; prise en charge des retouches rapides et des modifications de conception, ce qui réduit les coûts liés à la communication avec les sous-traitants.

Contrôle qualité tout au long du processus

De l'analyse spectrale des lingots d'aluminium à leur arrivée en usine, en passant par l'enregistrement des températures pendant la fusion, le contrôle par rayons X des pièces moulées et le contrôle dimensionnel complet des produits finis par coordonnées, les données relatives aux étapes clés du processus sont traçables, ce qui répond aux exigences du système qualité de l'industrie des composants automobiles.

Site de production de pièces moulées en alliage d'aluminium — Une machine de moulage à basse pression est en train de couler de l'alliage d'aluminium en fusion ; le maintien de la pression et la compensation de retrait permettent d'obtenir des pièces moulées denses.

Sur le site de production de moulage sous basse pression de He Xin, l'aluminium en fusion est coulé de bas en haut selon un écoulement laminaire, ce qui lui confère une structure dense et exempte de pores.

Problèmes techniques courants liés au choix du procédé de fonderie

Q : Comment choisir entre le moulage sous haute pression et le moulage sous basse pression ? Laquelle de ces deux méthodes est la moins chère ?

En termes de coût unitaire, le moulage sous haute pression est le plus avantageux pour les grandes séries (demande annuelle ≥ 5 000 pièces), car il offre le coût unitaire le plus bas une fois l'amortissement du moule pris en compte ; le coût des moules de moulage sous basse pression se situe dans la moyenne, ce qui convient aux demandes annuelles comprises entre 1 000 et 5 000 pièces ; le moulage par gravité présente le coût de moule le plus bas et convient aux petites séries dont la demande annuelle est comprise entre 100 et 1 000 pièces. Cependant, le coût n’est pas le seul critère à prendre en compte : si les pièces nécessitent un traitement thermique T6 pour améliorer leurs propriétés mécaniques, ou s’il s’agit de pièces de sécurité soumises à des exigences élevées en matière d’étanchéité, seules la moulage sous basse pression ou la moulage par gravité peuvent être envisagées, le moulage sous haute pression ne pouvant pas répondre à ces exigences en raison de la présence de porosités internes.

Q : Pourquoi les pièces moulées par moulage à basse pression présentent-elles une résistance supérieure à celles obtenues par moulage sous haute pression ?

La différence réside principalement dans deux points : ① Le moulage à basse pression utilise un remplissage en écoulement laminaire, l'aluminium fondu remplissant le moule de manière régulière de bas en haut, sans entraîner de gaz, ce qui évite la formation de porosités à l'intérieur de la pièce moulée ; ② Le mécanisme de maintien de la pression et de compensation du retrait du moulage à basse pression permet à la pièce moulée de recevoir en continu de l'aluminium fondu pendant le processus de solidification, éliminant ainsi les défauts de retrait. En revanche, le remplissage à haute vitesse en écoulement turbulent caractéristique du moulage sous haute pression entraîne l’entraînement des gaz présents dans la cavité par le métal en fusion, formant ainsi des porosités diffuses qui ne peuvent pas être éliminées par un traitement thermique T6. Par conséquent, pour un matériau de même nuance (tel que l’A356), la résistance à la traction obtenue après moulage à basse pression suivi d’un traitement T6 peut atteindre ≥ 300 MPa, tandis que celle des pièces moulées sous haute pression n’est généralement que de 180 à 220 MPa.

Q : Les pièces moulées par gravité présentent une finition rugueuse. Peuvent-elles être utilisées directement comme pièces esthétiques ?

La rugosité de surface des pièces moulées par gravité (en particulier celles moulées en sable) se situe généralement entre Ra 12,5 et 25 μm, ce qui n'est pas idéal pour des pièces destinées à être visibles. Il est toutefois possible d’améliorer ce résultat de la manière suivante : ① en remplaçant les moules en sable par des moules métalliques, ce qui permet d’obtenir une rugosité de surface comprise entre Ra 6,3 et 12,5 μm ; ② en procédant à un sablage ou à un grenaillage après la coulée, afin d’obtenir une surface mate et uniforme ; ③ si un aspect très brillant est requis, les pièces moulées peuvent être usinées par CNC, puis polies, anodisées ou galvanisées. Si les exigences esthétiques sont très élevées et qu’un usinage ultérieur n’est pas envisageable, il est recommandé d’étudier la solution de la coulée à basse pression.

Q : He Xin est-il en mesure d'assurer à la fois la production de pièces moulées et leur usinage CNC ultérieur ?

C'est possible. L'atelier de fonderie de He Xin est situé à proximité immédiate de l'atelier d'usinage CNC, ce qui lui permet de disposer d'une capacité de fabrication intégrée couvrant l'ensemble du processus, de la conception des moules à la production par moulage, en passant par le traitement thermique, l'usinage de précision CNC, le traitement de surface et l'emballage des produits. Il suffit au client de fournir les plans du produit final ; il n’a pas besoin de coordonner lui-même deux fournisseurs distincts pour la fonderie et l’usinage, ce qui réduit les coûts de communication et les risques liés à la livraison. L’étape d’usinage CNC garantit une précision des surfaces d’ajustement critiques de niveau IT7 (±0,015 mm).

Vous ne savez pas quel procédé de moulage convient à votre produit ?

Envoyez-nous les plans et les spécifications techniques de vos produits ; nos ingénieurs réaliseront une étude de faisabilité technique dans les 24 heures et vous proposeront la solution de moulage la plus adaptée ainsi qu'un devis.

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