Les fonderies expliquées :leur rôle et leur impact sur la fabrication moderne

Curieux de savoir ce qu'est une fonderie et comment elle produit des pièces moulées en métal ? Pourquoi les fonderies sont-elles si importantes pour la fabrication, en particulier pour la fabrication de machines telles que les machines-outils CNC ?

Dans cet article, vous apprendrez tout sur le monde fascinant des fonderies et de la fonderie de métaux. Nous aborderons les sujets suivants :

• Définition d'une fonderie
• Matières premières utilisées dans le moulage
• Machines déployées lors du casting
• Processus de diffusion
• Bonnes pratiques en matière de technologie de diffusion
• Produits finis des fonderies
• Investissement de Hwacheon dans la technologie de fonderie et de moulage

Prêt à explorer le monde des fonderies et de la fonderie de métaux ? Enfilez votre équipement de protection contre la chaleur, enfilez vos casques et entrons à l'intérieur !

Définition d'une fonderie

Une fonderie est une installation construite sur mesure qui produit des pièces moulées en métal. Cela se fait en faisant fondre les métaux à très haute température en liquide dans un four, en versant le métal en fusion dans des moules, suivi d'un processus de refroidissement contrôlé, du retrait de la pièce coulée de l'excès de matériau une fois le métal solidifié et d'une étape finale de refroidissement.

Notez que les températures des métaux fondus peuvent atteindre jusqu'à 1 500 °C (2 700 °F) ou même plus, selon les types de matériaux à fondre.

Quelles sont les matières premières utilisées dans une fonderie ?

Il existe de nombreux types de métaux (ou mélanges d’alliages) utilisés comme matériaux de coulée. Ils peuvent inclure des métaux comme le fer, l'acier inoxydable, l'acier au carbone ou des alliages de cuivre, de nickel et d'aluminium.

Chez Hwacheon Machine Tools, nous produisons un mélange de différents matériaux de coulée tels que la fonte ductile, la fonte nodulaire, la fonte grise, la fonte à haute teneur en silicium, la fonte à faible dilatation thermique et la fonte spéciale.

Afin de réduire notre impact environnemental, jusqu'à 55 pour cent de la matière première utilisée peut être de la ferraille. Les matériaux restants seraient de la fonte brute (20 pour cent) et du fer de récupération (25 pour cent).

Le sable est couramment utilisé pour construire des cadres de moules en fonderie (coulée en sable). Dans notre cas, nous utilisons du sable d'Arabie Saoudite, réputé pour être supérieur dans les procédés de coulée.

Quels sont les machines et équipements utilisés dans le moulage ?

Diverses machines et systèmes sont utilisés pour optimiser une fonderie. Ceux-ci peuvent inclure des équipements de fusion, des machines de fabrication de moulage (qui peuvent être des machines-outils CNC), des équipements de traitement du sable, des équipements de traitement thermique, ainsi que des équipements de test et d'inspection.

Pour la nouvelle fonderie Hwacheon, nous utilisons les machines et équipements haut de gamme suivants (en provenance de Corée du Sud, des États-Unis et du Royaume-Uni) :

• Équipement de fusion :fours électriques de 3 tonnes et 6 tonnes chacun (Inductotherm – États-Unis)
• Machines de fabrication de moules :machines-outils Hwacheon comme le SIRIUS-2500 5AX
• Équipement de traitement du sable :OMEGA (Royaume-Uni)
• Équipement de traitement thermique :équipement de traitement de recuit de 10 tonnes (Corée du Sud)
• Équipement de test et d'inspection :spectromètre, machine de test universelle, agitateur Ro-Tap, machine de test de dureté Brinell et métallographe

Comme vous pouvez le constater, le processus de production de pièces moulées en métal dans une fonderie nécessite des investissements importants en machines et équipements !

À quoi ressemble le processus de moulage des métaux ?

Maintenant que nous avons installé les matières premières et les machines nécessaires, la prochaine étape implique le processus de production proprement dit de la coulée.

Hwacheon Foundry déploie les processus suivants pour produire des pièces moulées en métal.

#1 Fusion

Le matériau de coulée liquide est fondu jusqu'à des températures de 1 380 °C à 1 420 °C. Le matériau peut comprendre un mélange de ferraille (55 %) + fonte brute (20 %) + ferraille de récupération (25 %). D'autres combinaisons de matières premières peuvent également être utilisées en fonction du moulage à réaliser.

#2 Création et usinage de moules

Le motif est créé, soit usiné par des machines spéciales de fabrication de moules en bois, soit, dans notre cas, par les centres d'usinage CNC Hwacheon. Le sable est ensuite emballé autour du motif, formant un moule en sable qui est une réplique de la forme externe du moulage ultérieur. Hwacheon utilise la méthode de moulage au sable Furan en raison de son avantage clé dans la production de diverses tailles et formes.

#3 Préparer et assembler le moule

Le moule en sable est préparé et assemblé pour que le métal en fusion y soit versé.

#4 Verser du métal en fusion dans le moule

Dans les stations de remplissage, le métal liquide est versé dans le moule.

#5 Refroidissement

Après le remplissage, les cadres du moule extrêmement chauds (vous pouvez littéralement voir des flammes jaillir !) sont placés sur un cercle de refroidissement lent et long.

#6 Supprimer le moulage du moule

Lorsque le métal en fusion dans le moule est refroidi et solidifié, la forme finale de la pièce moulée est formée. Le moule en sable peut être « cassé » ou « secoué » pour récupérer la pièce coulée réelle.

#7 Couper l'excédent du casting

Les excédents de matériaux collés à la surface de la pièce moulée sont éliminés par un nettoyage et un ébavurage approfondis, suivis d'une peinture (à l'aide d'une peinture de protection).

#8 Finition des produits finaux

Vers la dernière étape, des contrôles de qualité et des tests sont effectués. Une analyse de composition à l'aide d'un spectromètre est effectuée (pour vérifier le mélange de matériaux), suivie d'un test de matériau à l'aide d'une machine d'essai universelle et d'une machine d'essai de dureté Brinell, avant de terminer par un test de microstructure (un métallographe est utilisé).

#9 Stockage/Livraison

Une fois le produit terminé, il est important de conserver les pièces moulées correctement stockées au frais dans un endroit séparé.

Bonnes pratiques en matière de technologie de diffusion

Pour garantir que vous obtenez les meilleurs résultats en matière de casting, il est important d’utiliser les dernières technologies. Partageons quelques-unes des meilleures pratiques que nous adoptons ici à la fonderie Hwacheon.

#1 Adoptez la technologie de moulage en sable

Hwacheon utilise la méthode de moulage au sable plutôt que d'autres matériaux comme la cire, le plâtre ou le moulage sous pression. Cela est dû aux raisons suivantes :

• Le moulage au sable vous permet d'obtenir un moulage très rigide et une stabilité de surface élevée avec une petite quantité de liant.
• Le sable malaxé est très liquide, ce qui réduit le temps de fabrication car aucun processus de cuisson n'est requis.
• La résistance élevée à la chaleur et la faible génération de gaz lors du moulage au sable entraînent moins de défauts de moulage.
• Vous n'avez pas besoin d'un processus distinct pour retirer le moulage du moule :il suffit de le frapper pour le casser !
• Vous pouvez récupérer plus de 95 % du sable utilisé :le sable permet ainsi d'économiser les ressources et de protéger de la pollution.
• Le processus de moulage du sable ne nécessite pas d'opérateurs hautement qualifiés.
• Le moulage au sable permet une production de masse ainsi que des moulages de grande taille.

#2 Gérer l'ensemble du processus

Au-delà de cela, Hwacheon adopte également ces autres bonnes pratiques en matière de technologie de casting :

Premièrement, nous nous concentrons sur l'obtention d'une qualité élevée tout au long du processus d'automatisation.

Deuxièmement, nous adoptons une gestion stricte du contrôle de qualité (CQ), en veillant à ce que seuls des matériaux de haute qualité (ferraille, fonte brute) soient utilisés. Nous adoptons également des mesures contrôlées pour atteindre des températures de fusion précises pour les matériaux.

Troisièmement, nous veillons à ce que la température soit contrôlée en examinant la température de dissolution et la température de coulée.

Quatrièmement, nous adoptons des mesures de contrôle du refroidissement de pointe. Ceux-ci incluent un tunnel de refroidissement automatique qui empêche les fissures en ralentissant le processus de refroidissement – ​​une considération importante car un refroidissement rapide entraînera des tensions dans le matériau ainsi que des fissures potentielles. Généralement, le temps de refroidissement pour la coulée est supérieur à 24 heures. Cela peut atteindre 48 heures pour les pièces moulées pesant plus de 3 tonnes.

Cinquièmement, nous utilisons une installation de traitement thermique personnalisée, garantissant que les produits Hwacheon conviennent aux machines à grande vitesse et de haute précision.

#3 Soyez attentif aux détails mineurs

Attendez, il y a plus. Pour garantir un moulage au sable de haute qualité, vous devez également prendre soin des éléments suivants.

Commencez par choisir soigneusement la meilleure qualité de sable. Cela devrait inclure :

• Contrôle de la taille des particules
• Gestion de la composition du sable
• Contrôle de la poussière

Pensez ensuite à la qualité de fusion de vos matériaux :

• Qualité des déchets :sans tache, sans Mn (manganèse)
• Qualité de la fonte brute :doit contenir une faible teneur en Mn (manganèse), P (phosphore) et Ti (titane)
• Contrôle de la dose :mesurez tous les matériaux dans les quantités exactes
• Contrôle de la température :maintenir le degré approprié pour faire fondre et verser

Enfin, pensez à la qualité de refroidissement de vos matériaux. N'oubliez pas qu'un refroidissement rapide peut introduire des fissures et des fractures dans vos pièces moulées !

Quels sont les produits finis des fonderies ?

Enfin et surtout, quels sont les produits finis fabriqués dans les fonderies ?

Pour la fonderie Hwacheon, environ 30 % de nos produits finis sont utilisés pour fabriquer les machines-outils CNC de Hwacheon. Il s'agit notamment du moulage des bâtis de machines, des colonnes, des selles, des cadres de bâti, du boîtier de broche et d'autres composants.

Notre fonderie fournit également des composants à des entreprises réputées dans le monde entier. Ils comprennent :

• Machines et leurs pièces
• Bras et corps de robots
• Pièces de transport ferroviaire
• Composants d'équipements semi-conducteurs (coulée à faible dilatation thermique)
• Composants résistants à la corrosion (par exemple HSCI, plaques d'électrodes de décapage en acier inoxydable, électrodes de protection cathodique)
• Pièces de moteur de navire
• Composants du système d'énergie solaire
• De nombreuses autres pièces de machines

Pourquoi Hwacheon investit dans le secteur des fonderies

Hwacheon est fier d'avoir sa propre fonderie en raison de l'importance du moulage utilisé dans toutes les industries.

Notre défunt fondateur et président d'honneur, M. Kwon Seung Gwan lui-même, a commencé à travailler comme apprenti mouliste dans une fonderie dès son adolescence. Son courage, sa détermination et son souci de la qualité lui ont permis de reprendre la propriété de la fonderie en 1945, à l'époque des débuts de Hwacheon.

Le matériau de coulée constitue les éléments de base dans toutes les industries. Le processus de moulage se développe continuellement avec les évolutions technologiques. Notre fonderie n'est pas seulement un droit inné du groupe Hwacheon :elle pose également les bases des industries futures.

Les avantages de l'utilisation des pièces moulées Hwacheon sur nos machines CNC (basés sur les commentaires des clients) incluent :

• Capacité à atteindre une rigidité, des performances, une vitesse et une précision élevées
• Aucune déformation due au vieillissement tout en conservant une vitesse et une précision élevées
• Hautes performances de coupe
• Durabilité et longévité
• Capacité à respecter notre calendrier de livraison

La nouvelle fonderie de 21 000 m² de Hwacheon

Hwacheon a récemment investi 28,7 millions de dollars dans une installation ultramoderne dans la zone industrielle de Daema.

Cette nouvelle installation occupe un terrain total de 73 000 m², avec un espace d'usine construit de 21 000 m², ce qui en fait l'une des plus grandes fonderies de ce type en Corée du Sud. Démarrant la production le 22 décembre 2021, notre fonderie emploie actuellement 120 salariés et fonctionne à une capacité d'environ 1 000 tonnes par mois.

Vous aimerez peut-être savoir que la pièce la plus lourde que nous pouvons couler pèse 8 tonnes ! Notre capacité totale pour l'installation est actuellement de 12 000 tonnes par an.

Hwacheon a décidé peu avant la pandémie de Covid-19 de ce nouvel investissement afin que nous puissions développer une activité de matières premières permanente et fiable pour l'avenir. Cela fait partie de l'avantage unique de Hwacheon.

Jetez un œil à la nouvelle fonderie de Hwacheon ! Regardez la vidéo ici :

Nos projets futurs en matière de fabrication de pièces moulées

« Hwacheon comprend les buts et les objectifs du moulage de composants dans la fabrication, car bon nombre de nos opérations sont comme les vôtres » – Président Kim Ki Tae

Le président Kim, pionnier de l'industrie métallurgique, est la personne clé qui a transformé la fonderie Hwacheon en ce qu'elle est aujourd'hui. Il a porté plusieurs casquettes au cours de ses 35 années chez Hwacheon :dans la fabrication de machines-outils, la R&D, ainsi que la direction de la nouvelle fonderie Hwacheon.

Fervent partisan de notre propre fonderie, le président Kim s'engage à continuer d'approfondir notre expertise et nos connaissances en matière de fabrication de pièces moulées.

Hwacheon a investi et continuera d'investir dans des installations de production qui combinent le savoir-faire en matière de production (accumulé au fil de décennies d'expérience) avec la dernière technologie de moulage et le système d'automatisation.

Hwacheon développera davantage nos talents grâce à une coopération continue entre l'industrie et l'université et à des projets de coopération technique avec des universités et des instituts. Nos ressources humaines sont l'atout le plus important de l'entreprise. C'est pourquoi nous formerons continuellement d'excellents travailleurs qualifiés.

Contactez-nous pour plus d'informations sur notre fonderie et notre gamme de machines CNC.