Comment les designers peuvent tirer parti des tendances actuelles de l'industrie de la fonderie sous pression

Lorsqu'il s'agit de fabriquer des biens ou produits, une variété de processus sont utilisés pour créer des articles. L'un des plus courants — et sans doute le plus utile — est la fonderie sous pression.

La fonderie sous pression, si vous ne le savez pas déjà, est un processus réalisé en versant des matériaux en fusion — généralement du métal — dans un moule ou matrice réutilisable. C'est bénéfique car cela permet aux fabricants de créer des pièces ou composants aux dimensions précises, définis et à la texture lisse. Le terme « fonderie sous pression » fait en fait référence à la pièce finie, disponible après refroidissement.

Le marché de la fonderie sous pression devrait atteindre 80 milliards $ d'ici 2022, selon Mordor Intelligence, c'est donc sans aucun doute une industrie incroyablement lucrative et influente.

Bien que le processus de fonderie sous pression soit incroyablement important pour créer un moule réussi, tout commence par la conception réelle du moule et de l'article ou composant associé. La meilleure pratique consistant à prendre en compte le processus de fabrication pendant la phase de conception s'appelle DFM ou Conception pour la Fabrication.

Les pièces ou composants conçus sans directives DFM et sans tenir compte du processus de fonderie sous pression peuvent sortir mal faits, faire gonfler les dépenses et créer des problèmes similaires, comme noté dans un article de Machine Design. C'est pourquoi, si vous êtes designer, il est bénéfique pour vous et vos partenaires de rester à jour avec les tendances de l'industrie. Plus important encore, vous devez vous assurer d'intégrer le processus de fabrication pendant que vous concevez un composant.

Tendances de l'industrie de la fonderie sous pression affectant les designers

Voici certaines des tendances croissantes ou existantes dans l'industrie de la fonderie sous pression que vous voudrez connaître pour l'année à venir :

1. Propriété du moule

Aux États-Unis, le client d'une commande de moule ou matrice en possède généralement le moule, qu'il peut ensuite utiliser pour produire et livrer les produits associés. Cependant, cela ne signifie pas nécessairement que le « propriétaire » a le moule en sa possession. Souvent, le moule reste chez le « fondeur », ou la partie chargée de créer les composants nécessaires.

La possession du moule ou matrice est importante car avec le temps, un moule se détériore par l'usage naturel. Il doit être entretenu, réparé ou remplacé entièrement. C'est le travail du designer de créer un moule durable, précis et fiable dès le départ, mais il lui incombe aussi de créer quelque chose qui vaut la peine d'être reproduit. Par conséquent, la conception réelle du moule est tout aussi importante que le moule lui-même.

Les designers peuvent tirer profit de la conception ou du concept d'un moule d'injection, matrice ou article similaire. Il est important de rester au courant des tendances de l'industrie pour savoir quand il est temps d'exercer la propriété ou les droits sur un moule.

2. Éviter les défauts

L'épaisseur de paroi, les dimensions, le matériau et même la forme d'un moule ou matrice peuvent avoir un impact significatif sur la qualité du produit fini. En fait, ne pas prêter attention à ces éléments pendant la conception peut entraîner des défauts assez graves pour les biens finaux.

Il est aussi important pour les designers de respecter les normes et meilleures pratiques de l'industrie que pour ceux qui remplissent le moule et créent les composants associés. Selon Leonard Cordaro, Président de Premier Die Casting et lauréat 2015 du prix Herman H. Doehler, « Les récentes améliorations des machines de fonderie sous pression permettent au designer de réduire l'épaisseur de paroi et d'améliorer la porosité interne sur les pièces ayant une exigence de test de pression ou d'étanchéité. » D'autres choses que les designers doivent prendre en compte incluent les accessoires spéciaux pour machines. Cordaro continue : « Une autre grande amélioration dans la fonderie sous pression est l'utilisation de contrôles de température du moule… [qui] maintiennent le moule à une température constante. »

Puisque la température joue un rôle crucial dans la fonderie sous pression, les designers devraient même considérer le motif d'écoulement du métal ou matériau, ainsi que le temps de remplissage pour tous les moules et matrices. Un matériau à séchage rapide — même du métal — va changer la façon dont le produit fini se présente. Ainsi, la conception réelle devrait tenir compte des matériaux à séchage ou prise rapide.

3. Nouvelles technologies

Similaire à la prise en compte des dimensions et propriétés de moulage, il est aussi crucial que les designers prennent en compte les technologies et systèmes qui seront utilisés pour faciliter l'impression ou le moulage. Les machines robotiques et autonomes, surtout dans la fonderie sous pression à base d'aluminium, sont incroyablement populaires. La façon dont ces systèmes fonctionnent a un impact direct sur le produit fini et peut être encore optimisée par la phase de conception.

Configurer et concevoir un moule qui soit pratique et utilisable par ces systèmes est une étape importante du processus de conceptualisation. Le moule que vous créez peut-il être surveillé, atteint et ajusté par les machines en question ? Est-il trop grand, ou les dimensions extérieures hors de portée des machines ? La conception globale peut-elle être nettoyée ou grattée facilement ? Les robots font généralement le nettoyage et le sablage après un remplissage.

La fonderie sous pression assistée par vide est une autre tendance croissante, utilisée pour créer des moulages hautement précis et fiables. Pendant qu'un moule est rempli, il est serré sous vide pour la gaine de tir et la cavité du moule. Ce processus crée une zone de remplissage fidèle pour les matériaux utilisés. Mais son fonctionnement signifie que le moule ou matrice en question va changer de forme et de dimension après s'être tendu. Cela laisse la conception et l'agencement d'un tel moule aux créateurs réels qui doivent maintenant tenir compte de la forme finale du moule ainsi que de l'état initial.

En somme, les designers veulent rester au top des tendances actuelles pour s'assurer qu'ils peuvent créer et maintenir leurs moules et matrices pour répondre aux spécifications nouvelles et mises à jour.

4. Applications croissantes

Quand la fonderie sous pression est apparue, seule une petite poignée de matériaux étaient utilisés. Aujourd'hui, ce n'est plus le cas. En fait, c'est exactement l'opposé. De nombreux nouveaux matériaux de moulage et outils de remplissage sont utilisés et introduits qui ne l'étaient pas auparavant, selon CWM Casting. Certains des plus courants — et plus récents — incluent le zinc, l'aluminium et le magnésium.

De nombreuses applications et scénarios d'utilisation croissants pour les moules et matrices seront davantage employés pour créer des composants avec des matériaux inexplorés. En tant que designer, vous voudrez comprendre quels matériaux sont dans le pipeline, comment ils diffèrent concernant le temps et les motifs de remplissage, et ce que cela signifie pour le produit final. Un matériau particulier est-il fragile juste quelques minutes après avoir été rempli et créé, par exemple ? Vous voudrez que votre moule soit rigide et protecteur dans ce cas.

5. Coûts réduits

Comme c'est toujours le cas avec les impressions répétées et les reconceptions, prendre en compte le processus de fabrication lors de la conception d'un concept, agencement ou nouvelle conception peut réduire le nombre de fois où vous devrez recommencer. Vous n'aurez pas à reconcevoir un moule ou matrice pour corriger des défauts qui apparaissaient, et vous n'aurez pas à recommencer parce qu'une conception ne fonctionnait tout simplement pas.

Le processus DFM appelle à une collaboration et communication régulières avec les partenaires tout au long de la chaîne, y compris la partie moule, le client, et plus. Vous devez comprendre les exigences complètes du moule que vous créez pour produire quelque chose de viable. Les coûts resteront plus bas et plus gérables si vous faites tout cela avant de concevoir un moule. De plus, cela vous fera gagner beaucoup de temps à long terme, ce que vous apprécierez certainement.

Industrie de la fonderie sous pression : plein gaz

Vous voulez être à l'avant-garde quand vous le pouvez — cela signifie rester compétitif et désirable. Maintenant que vous comprenez les tendances à venir, vous pouvez mieux vous positionner pour être un leader habile dans l'industrie, particulièrement quand il s'agit de créer des moules et matrices fiables, efficaces et demandés.