ÉLÉMENTS COULÉS : DES SOLUTIONS DE CHAUFFAGE CONÇUES POUR VOUS

Les éléments coulés, un terme qui gagne en popularité dans la métallurgie et la fabrication, désigne le processus de formation d’objets en versant du métal en fusion dans des moules. Cette technique a considérablement évolué, intégrant des matériaux et des technologies de pointe pour répondre aux divers besoins des industries d’aujourd’hui.

Des composants automobiles aux pièces aérospatiales, la précision et la polyvalence des éléments coulés jouent un rôle central dans la fabrication moderne. Cet article se penche sur les subtilités des éléments coulés, en explorant leurs types, leurs processus, leurs applications et les tendances qui se font jour.

Comprendre les éléments coulés

Définition et présentation

La coulée d’éléments peut être qualifiée de processus au cours duquel un métal liquide est versé dans un moule préparé à l’avance et, après refroidissement et durcissement, prend la forme souhaitée. Elle est importante dans tous les secteurs industriels, notamment l’automobile l’aérospatiale et le bâtiment, où des géométries complexes doivent être fabriquées.

La coulée de composants est un terme qui s’applique à la coulée de nombreux articles ou métaux spécifiques qui présentent chacun une caractéristique exclusive adaptée à l’application spécifique.

Contexte historique

On peut prétendre que la fonte des métaux remonte à l’Antiquité, lorsque les éléments étaient utilisés pour fabriquer des outils de base et des objets décoratifs. En raison des améliorations qui se sont produites à un rythme très soutenu au cours des derniers siècles, les méthodes de moulage ont évolué, passant de l’utilisation de simples moules en sable dans les premiers temps à des procédés plus sophistiqués tels que le moulage à la cire perdue/moulage de précision et la coulée continue.

A l’origine, le développement moderne de la science et des technologies des matériaux a couvert l’art de couler des pièces qui incarne le tendon de précision nécessaire au succès des applications.

Types d’éléments coulés

Moulage au sable

Le moulage au sable, une technique qui existe depuis très longtemps, a évolué pour donner naissance à la fabrication de composants complexes et de grande taille. Cette technique consiste à créer un moule en sable qui est ensuite rempli de métal en fusion. Le moule en sable est écrasé lorsque le métal se refroidit et durcit. Des matériaux tels que l’aluminium, le laiton et le fer sont souvent utilisés.

Moulage/coulée sous pression

Le procédé de moulage sous pression consiste à appliquer le métal en fusion dans une cavité du moule à une pression suffisamment élevée. Les moules sont appelés matrices. Ils sont généralement fabriqués à partir d’un matériau en acier trempé qui peut être réutilisé plusieurs fois.

Le moulage sous pression donne d’excellents résultats dans la production de composants de haute qualité avec une surface lisse et constitue la meilleure solution pour la production en série de blocs moteurs et de pièces automobiles.

Moulage de précision/Moulage à la cire perdue

Le moulage de précision ou encore dénommé moulage à la cire perdue, basé sur la technologie LIGA, est une méthode qui consiste à obtenir un modèle en cire de la pièce que l’on souhaite obtenir, puis à utiliser la technologie préférée. L’étape suivante du processus consiste à ajouter une coque en céramique au modèle en cire.

Une fois la cire fondue, il y aura un espace où l’on pourra verser du métal en fusion dans la coque. Cette technique est bien connue pour sa capacité à fabriquer des pièces complexes et détaillées, qui sont également souvent utilisées dans les domaines de l’aérospatiale et de la médecine.

Coulée continue

La fabrication est un processus qui implique la solidification du métal à l’état fondu par l’acheminement du matériau dans un moule de manière continue. Cette technique est généralement appliquée dans l’industrie sidérurgique pour obtenir de longues feuilles ou barres de métal aux propriétés uniformes. La coulée continue s’est avérée efficace, car elle permet également de réduire les déchets et les frais généraux.

Coulée centrifuge

Il convient de mentionner que la coulée centrifuge est le processus qui consiste à verser du métal chaud en fusion dans un moule rotatif. Lors de la coulée centrifuge, le métal en fusion est poussé dans les parois du moule à l’aide de la force centrifuge, puis un échantillon de métal se crée.

Dans un processus de coulée centrifuge classique, la production d’acier est filée dans un moule et la force hydraulique est utilisée pour pousser le métal liquide vers les parois du moule. Avec le temps, la température augmente progressivement et l’environnement devient un liquide contenant le noyau. 

Éléments utilisés dans la coulée

Aluminium

L’aluminium est l’un des meilleurs matériaux pour le moulage dans le monde entier en raison de son faible poids, de sa résistance à la rouille et de sa grande conductivité thermique. Il trouve son application typique dans les industries automobile et aérospatiale pour fabriquer des pièces relativement résistantes et de faible poids.

Fer

Le fer a été spécialement conçu pour être coulé afin d’obtenir une résistance élevée à la traction et une réduction des vibrations. Il est principalement utilisé pour les blocs moteurs, la production de tuyaux et les pièces lourdes des équipements.

Acier

L’acier moulé est sans aucun doute une matière de premier ordre, raison pour laquelle il a été reconnu comme le matériau le plus robuste au monde, au développement rapide, car il s’agit du meilleur matériau de soudage, très stable et dont les fissures n’apparaissent pas très rapidement. Il est utilisé pour la production d’électrodes de soudage à haute résistance et à faible coût, qui sont largement utilisées dans l’ingénierie ferroviaire, les moteurs à combustion et la construction navale.

Cuivre et alliages

Le cuivre et ses alliages, à savoir le bronze et le laiton, sont des matériaux facilement disponibles à l’achat, qui présentent une excellente conductivité électrique et sont résistants à la corrosion. Ils sont généralement utilisés dans les appareils électriques et pour la décoration.

Zinc

Le zinc, grâce à son point de fusion bas, qui le rend apte à la coulée sous pression, est un métal qui peut être utilisé pour produire des composants ultra-précis. Il est surtout présent dans les composants de coulée sous pression pour les pièces automobiles, les jouets et certains tubes de la maison.

Processus de coulée des éléments

Conception du moule

Un processus de moulage bien pensé vise à obtenir le moule qui donne le ton de la forme finale. Le moulage de haute technologie, qui porte le nom de conception assistée par ordinateur (CAD), en est aux étapes habituelles de la reproduction du moule avec des contours d’une précision exceptionnelle.

Préparation du moule

Certes, selon la variété de la méthode de moulage, un moule peut être fabriqué à partir de différents matériaux, notamment du sable, de la céramique ou des métaux. Un moule doit être préparé pour accepter les températures du métal en fusion et, lors du démoulage, il doit se démouler en douceur au moment où le métal en fusion se refroidit et durcit.

Fusion du métal

La fusion d’un type spécifique de matériau métallique commence lorsque le processus de fusion est en cours dans un four et que la température atteint le point de fusion souhaité. Le choix du four et de la procédure de fusion déterminerait le métal et l’ampleur de la production. Les fours à arc électrique, les fours à induction et les cubilots sont des exemples courants de ce type de fours.

Coulée du métal

L’une des étapes majeures du processus est la coulée du métal liquide formé dans le moule. Dans le cas de méthodes telles que le moulage sous pression, on utilise du métal qui, lors de l’injection, est mis sous pression afin de remplir complètement la cavité du moule.

Refroidissement et solidification

Sa formation s’exécute dans le moule, et le métal, après avoir été fondu, doit passer par le processus de refroidissement et de solidification. Pendant la phase de refroidissement, des variations dans les caractéristiques de l’objet, telles que la granulométrie et la résistance mécanique, peuvent se produire. Il est nécessaire de procéder au refroidissement progressif d’un matériau dans l’intention de mettre la main sur l’hôte de ces propriétés.

Démoulage et finition

Lorsque le métal a pris une forme solide, le moule est retiré pour dévoiler la pièce coulée. La pièce est ensuite nettoyée et passe par le processus de finition tel que le rognage, le polissage et l’usinage pour obtenir les spécifications finales.

Applications des éléments coulés

Industrie automobile

Les éléments de l’industrie automobile sont la coulée, qu’elle utilise pour produire des composants de moteur, des carters de transmission et des pièces structurelles. Dans le secteur de la mobilité, la possibilité de produire, par coulage, des pièces de faible poids et de haute résistance est essentielle pour l’efficacité énergétique et l’amélioration des performances des véhicules.

Secteur aérospatial

Le coulage est la technique qui permet de fabriquer des pièces complexes de haute précision, telles que des pales de turbine, des pièces de moteur et des éléments structurels dans l’industrie aéronautique. Le coulage est appliquée sous les formes les plus sophistiquées afin que les pièces obtenues soient à la fois solides et sûres, et qu’elles répondent aux normes de qualité et de sécurité.

Construction et infrastructure

Le coulage sert de composant dans l’industrie de la construction de bâtiments où il est utilisé pour fabriquer des poutres, des colonnes et d’autres éléments de construction. En ce qui concerne les matériaux, la fonte, l’acier, etc. sont utilisés principalement en raison de leur capacité à résister à des conditions climatiques difficiles et de la résistance requise pour supporter de nombreux chargements statiques et dynamiques.

Applications médicales et dentaires

La fabrication d’implants, de prothèses et d’instruments chirurgicaux est le principal domaine d’application du moulage en médecine. La capacité du moulage à la cire perdue à produire des pièces d’une grande précision et spécifiques au client en fait le candidat idéal pour la fabrication de composants biocompatibles et de qualité garantie.

Biens de consommation

Le coulage est la méthode pure et simple de production en série d’une grande variété d’articles de consommation tels que les ustensiles de cuisine, les outils et les objets décoratifs. La technologie appliquée pour transformer les matières premières en produits finis aussi complexes que possible est l’impression 3D.

Il existe un haut niveau de flexibilité en ce qui concerne l’éventail de solutions de production, car la machine et le matériau peuvent être facilement ajustés. Par exemple, la cire et le polystyrène ne requièrent pas de moules puisqu’ils peuvent produire des pièces directement à partir du modèle. (La cire et le polystyrène ne requièrent pas de moule)

Tendances émergentes et innovations

Intégration de la fabrication additive

Lors de la fusion du métal, l’ajout de couches et la fusion par source d’énergie (laser) n’impliquent aucun apport de matériqu ni aucune opération de post-traitement. Cette technologie permet également de préparer un nombre pratiquement illimité de matériaux.

Pratiques de moulage basées sur le principe de développement durable

Virtuoso mène des initiatives d’efficacité énergétique et d’économie d’eau en Amérique latine. Le projet solaire de 1,8 mégawatt du parc solaire d’Entawa, en Ouganda, est un projet innovant et passionnant. De plus, au Kirghizistan, Virtuoso propose des améliorations du système CVC qui permettront d’améliorer la ventilation des espaces.

Technologie de jumeau numérique

Plusieurs entreprises ont planifié en parallèle leurs travaux de maintenance du TD-23 avec notre robot de fixation de turbine à gaz. Il a permis de réduire les erreurs humaines des robots. De plus, d’autres entreprises nous contactent actuellement pour ajouter des TD-23 à leur maintenance.

Le processus de moulage est la seule section de la chaîne de valeur à ressources partagées, automatisée et qui fonctionne parfaitement. L’accent est mis sur l’utilisation de la technologie du jumeau numérique, reconnaissant les capacités de vente avancées et la prévisibilité.

Coulage intelligent

L’un des trépieds de notre analyste a réduit le nombre de cassettes vidéo nécessaires aux clients pour les visualiser et les partager avec d’autres. Un autre analyste de notre entreprise a fait remarquer qu’avec le système dont nous disposons actuellement pour l’équipement de nos clients, il serait très facile et très simple d’utiliser une méthode d’essai et d’erreur pour savoir si la prochaine série de machines que nous obtiendrons sera compatible avec notre système actuel.

Matériaux avancés

En outre, dans l’industrie alimentaire, l’utilisation de cette technologie dans les équipements de sécurité alimentaire a gagné en popularité. La technologie a simplement été intégrée aux dispositifs portables des collaborateurs.

De plus, certaines entreprises l’utilisent comme système d’alerte lorsque la température s’écarte de la température idéale de stockage. Néanmoins, dans la phase de mise en œuvre, un soutien institutionnel et politique à la technologie ainsi qu’un développement mutuel sont nécessaires. 

Conclusion

Une importance d’un travail tel qu’Elements Cast/Éléments coulés dans cette nouvelle ère de production trépidante et exigeante relevant de questions concernant le domaine qui va de ses nombreuses capacités et atteint un haut niveau de qualité et une précision capacitive maximale dans la production de produits complexes et composants de haute qualité difficilement disponibles avec d’autres technologies.

En outre, les industries jouent un rôle clé dans la perception de l’évolution des paysages. Cela s’explique par les exigences accrues en matière de moulage liées au développement de matériaux et de technologie. Cette dernière découle de la nécessité de trouver des solutions technologiques plus précises, plus durables et plus innovantes pour répondre aux demandes soulevées par ces industries.

De nombreuses industries utilisent les produits Wattco pour atteindre leurs objectifs environnementaux, économiques et de production. Contactez-nous pour découvrir les produits qui conviennent le mieux à votre application et comment nous pouvons les personnaliser en fonction de vos besoins.