Pièces moulées-usinées : avantages, applications et fabrication

Les processus d'usinage et de moulage sont souvent présentés comme une comparaison « choisissez l'un ou l'autre » pour les fabricants. Mais comme nous l'avons suggéré dans notre article récent sur moulage vs usinage, il y a de nombreux cas où le moyen de production le plus efficace tirera parti à la fois du moulage et de l'usinage ensemble.

Cet article résume les avantages de l'usinage de pièces moulées et comment vous assurer que vous pouvez incorporer ces deux processus de fabrication dans votre prochain design.

Qu'est-ce qu'une pièce moulée-usinée ?

Une pièce moulée-usinée est une pièce qui a d'abord été moulée en un produit semi-fini, puis finie avec de l'usinage CNC de précision.

Vous pouvez produire les moulages initiaux en utilisant une de plusieurs méthodes de moulage, comme le moulage sous pression, le moulage à la cire perdue, ou le moulage en sable. Cependant, chacune de ces méthodes de moulage tend à avoir ses propres inconvénients, comme une finition de surface rugueuse ou l'incapacité de faire certaines caractéristiques de design.

L'usinage CNC aide à améliorer la qualité du produit et ajoute les éléments de design manquants. Vous pouvez utiliser un ou plusieurs processus d'usinage — comme le fraisage CNC, le tournage, le perçage, le sciage, ou une méthode d'usinage moins conventionnelle — pour aider à créer des produits finis premium.

Les avantages de l'usinage de pièces moulées

L'usinage de pièces moulées a deux avantages primaires :

1. Ajouter des caractéristiques et enlever le matériel non désiré tel que moulé.
2. Améliorer la précision et la finition de surface.

Pour mieux comprendre pourquoi ces avantages sont si importants, explorons les applications pertinentes à chacun.

1) Modifier les pièces tel que moulées

Les pièces que les techniciens viennent juste de retirer de leur moule de coulée sont considérées « tel que moulé ». Le fabricant ne les a pas soumises à l'usinage, sablage, ou un autre processus de finition.

Ces pièces auront typiquement du matériel excédentaire non désiré du système d'alimentation, des lignes de jointure, et de tous les réservoirs ou évents que votre fabricant a inclus dans la configuration de coulée. Au minimum, les fabricants doivent utiliser des outils de coupe simples pour enlever le matériel de surverse non désiré. Et si plusieurs pièces sont moulées dans un moule partagé pour améliorer l'efficacité, les techniciens doivent les couper du système d'alimentation individuellement.

Les producteurs doivent utiliser un usinage CNC plus intensif pour des pièces de plus haute qualité pour rencontrer le design du produit et enlever les lignes de jointure. Le faire peut aider à cacher les signes les plus évidents de moulage et améliorer significativement la qualité finie.

Un autre facteur clé dans la modification des pièces tel que moulées est l'ajout de caractéristiques que vous ne pouvez pas produire efficacement en utilisant le moulage. Par exemple, vous ne pouvez pas produire les aubes courbes d'une turbine (comme celle vue ci-dessus) en utilisant un moule permanent parce que vous ne pouvez pas séparer les moitiés du moule après que le matériau de coulée durcit.

Et bien que vous puissiez utiliser une technique comme le moulage à la cire perdue pour adresser les designs de coulée où vous ne pouvez pas enlever les moitiés du moule, beaucoup d'autres défis de coulée pourraient faire de l'usinage la solution préférée. Par exemple, les trous, rainures, et filetages sont souvent de bien plus haute qualité quand produits par usinage CNC.

2) Améliorer la qualité finie

Même si un moulage n'a pas besoin de caractéristiques usinées additionnelles et que vous pouvez facilement enlever le matériel de surverse, l'usinage CNC de précision est une étape essentielle pour des pièces de haute qualité.

Les méthodes de moulage comme le moulage sous pression produisent une finition de surface supérieure relative à d'autres méthodes de moulage, donc elles peuvent n'avoir besoin que de retouches d'usinage mineures pour enlever les lignes de jointure. Mais l'usinage de pièces moulées devient essentiel pour des pièces produites par moulage en sable et moulage à la cire perdue si elles doivent avoir une finition de surface lisse.

L'autre raison essentielle pour l'usinage de pièces moulées est d'améliorer la justesse et la précision sur des pièces avec des limites de tolérance strictes. Les machines CNC modernes peuvent atteindre un degré de précision bien plus élevé que le moulage.

Les fabricants qui ont besoin de produire un grand volume de pièces identiques peuvent tirer avantage du moulage pour économiser les coûts, puis utiliser l'usinage CNC pour rencontrer les exigences de tolérance. Mais pour faire cela, les concepteurs doivent tenir compte des allocations d'usinage à l'étape de moulage.

Ajouter des allocations d'usinage à vos designs

Concernant les pièces moulées-usinées, les concepteurs doivent incorporer des allocations d'usinage dans le design du moule pour que les pièces tel que moulées aient assez de matériel pour l'usinage de précision.

Par exemple, imaginez que votre pièce finie a une petite saillie avec des tolérances serrées. Si le design du moule a une caractéristique de la même taille que la saillie, tout retrait ou porosité rendra la caractéristique plus petite qu'elle ne devrait être. Si vous avez besoin de tout usinage pour améliorer la finition de surface ou affiner la forme de la saillie, les machinistes seraient forcés d'enlever encore plus de matériel ou de risquer de laisser la pièce rugueuse et inachevée.

Ajouter des allocations d'usinage à votre design de pièce augmente légèrement la taille de toute pièce tel que moulée ou caractéristique de pièce que le fabricant finira avec l'usinage CNC. Ces allocations aident les fabricants à rencontrer constamment les exigences de tolérance avec moins de pièces rejetées tout en réduisant significativement les temps d'usinage.

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