Processus de travail et spécifications techniques demachine de moulage par coulée de sable
Préparation des moules
Les moules en alliage d'aluminium de haute qualité ou en fonte ductile sont usinés avec précision par des systèmes CNC 5 axes, atteignant une rugosité de surface inférieure à Ra 1,6 µm. Leur conception en deux parties intègre des angles de dépouille (généralement de 1 à 3°) et des surépaisseurs d'usinage (de 0,5 à 2 mm) pour faciliter le démoulage. Dans les applications industrielles, on utilise souvent des moules revêtus de couches réfractaires à base de zircone afin d'allonger leur durée de vie au-delà de 50 000 cycles.
Remplissage et moulage du sable
Du sable de silice à liant chimique (85-95 % de SiO₂) est mélangé à 3-5 % d'argile bentonitique et à 2-3 % d'eau pour une résistance optimale à cru. Des presses à mouler sans châssis appliquent une pression de compactage de 0,7 à 1,2 MPa, permettant d'obtenir une dureté de moule de 85 à 95 sur l'échelle B. Pour les blocs-moteurs, des noyaux durcis au silicate de sodium-CO₂ avec canaux d'évacuation des vapeurs sont insérés avant la fermeture du moule.
Assemblage et fixation du moule
Les systèmes de vision robotisés alignent les deux moitiés du moule avec une tolérance de ±0,2 mm, tandis que des ergots de positionnement imbriqués assurent le calage du système d'alimentation. Des pinces en C robustes exercent une force de serrage de 15 à 20 kN, complétée par des blocs de lestage pour les moules de grande taille (plus de 500 kg). Les fonderies utilisent de plus en plus le verrouillage électromagnétique pour la production en grande série.
Verser
Les fours à coulée basculante à commande numérique maintiennent la surchauffe du métal entre 50 et 80 °C au-dessus de la température de liquidus. Les systèmes les plus performants sont équipés de capteurs de niveau laser et de vannes de débit à régulation PID, garantissant une stabilité du débit de coulée à ±2 %. Pour les alliages d'aluminium (A356-T6), les vitesses de coulée typiques se situent entre 1 et 3 kg/s afin de minimiser les turbulences.
Refroidissement et solidification
Le temps de solidification suit la loi de Chvorinov (t = k·(V/A)²), où les valeurs de k varient de 0,5 min/cm² pour les pièces minces à 2,5 min/cm² pour les pièces massives. Le positionnement stratégique des masselottes exothermiques (15 à 20 % du volume de la pièce moulée) compense le retrait dans les zones critiques.
Secouage et nettoyage
Des convoyeurs vibrants, avec une accélération de 5 à 10 G, séparent 90 % du sable destiné à la récupération thermique. Le nettoyage en plusieurs étapes comprend des tambours rotatifs pour l'ébavurage initial, suivi d'un sablage robotisé avec des granulés d'acier de 0,3 à 0,6 mm à une pression de 60 à 80 psi.
Inspection et post-traitement
Les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) vérifient les dimensions critiques selon la norme ISO 8062 CT8-10. La tomographie aux rayons X détecte les défauts internes avec une résolution de 0,5 mm. Le traitement thermique T6 de l'aluminium consiste en une mise en solution à 540 °C ± 5 °C suivie d'un vieillissement artificiel.
Principaux avantages :
Flexibilité géométrique permettant la réalisation de structures creuses (par exemple, des roues de pompe avec une épaisseur de paroi de 0,5 mm).
Polyvalence des matériaux couvrant les alliages ferreux/non ferreux (de la fonte grise HT250 au magnésium AZ91D)
Coûts d'outillage inférieurs de 40 à 60 % par rapport au moulage sous pression pour les prototypes
Limitations et mesures d'atténuation :
L'intensité du travail a été réduite grâce à des systèmes automatisés de manutention du sable.
L'élimination des moisissures est assurée par des taux de récupération du sable de 85 à 90 %.
Les limitations de finition de surface (Ra 12,5-25 μm) sont surmontées par un usinage de précision
Quanzhou Juneng Machinery Co., Ltd. est une filiale de Shengda Machinery Co., Ltd. spécialisée dans les équipements de fonderie. Entreprise de R&D de haute technologie, elle se consacre depuis longtemps au développement et à la production d'équipements de fonderie, de machines de moulage automatiques et de lignes d'assemblage de fonderie.
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Date de publication : 28 août 2025