Moulage au sable ou moulage en coquille

Le moulage au sable est un moyen économique de produire des pièces dans une variété de métaux. Le moulage en coquille peut être un processus alternatif à prendre en compte en fonction des besoins spécifiques de conception de pièces. Cet article de blog présente le processus de moulage en coquille et le compare au moulage au sable afin que les lecteurs puissent comprendre leurs forces et leurs limites respectives.

Les bases du moulage en coquille

Tous les processus de coulée nécessitent un modèle pour la forme de la pièce à couler, et le moulage en coque ne fait pas exception. Comme pour le moulage au sable, le moulage à modèle perdu et d'autres processus de moulage, le modèle est utilisé pour créer la cavité dans laquelle le métal liquide est versé.

Dans le moulage en coquille, un outil à motif métallique est recouvert d'une couche de sable. Celui-ci contient une résine qui fond lorsqu'elle est chauffée et refroidie pour former une coque fine (généralement 1/4 - 3 /8" d'épaisseur) autour du motif. La fusion est obtenue en chauffant le motif avant de l'enduire de sable, puis en chauffant la coque pour durcir complètement la résine.

La coque est faite en deux moitiés afin de pouvoir être dégagée du patron. Une fois que chaque demi-coquille (parfois appelée « biscuit ») est retirée du motif, les deux coquilles sont collées ensemble, formant la cavité dans l'espace qui les sépare. La coque assemblée est ensuite placée dans un flacon où elle est soutenue par un matériau granulaire comme du sable ou de la grenaille.

La coque est remplie de métal liquide que l'on laisse refroidir. Une fois solide, la coque est extraite du flacon et brisée pour libérer la pièce métallique coulée. Une limitation est que même s'il n'est pas impossible d'ajouter des noyaux pour former des régions creuses, c'est difficile à faire.

Deux types de sable

Le moulage en coquille utilise un sable différent de celui utilisé dans le moulage au sable vert, et c'est ce qui donne au procédé ses avantages. Dans le moulage au sable, le sable "vert" (vert signifiant non séché et non la couleur) est maintenu par un liant d'argile, généralement de la bentonite.

Le sable de silice utilisé pour le moulage en coquille est plus fin que celui utilisé pour le moulage au sable. L'American Foundry Society utilise un «indice de finesse» pour caractériser la taille moyenne des grains, un nombre plus élevé indiquant des grains plus petits. Le sable vert est généralement de 60 à 80 sur cette échelle, tandis que le sable de moulage en coquille est de 100 ou plus. De plus, plutôt que d'utiliser un liant argileux, le sable reçoit une fine couche de résine phénolique qui fond pour former la coque.

Conséquences du sable fin

Le sable à grain fin se tasse plus étroitement que le sable vert, ce qui réduit la perméabilité au gaz. Le moulage au sable nécessite un certain degré de perméabilité pour laisser sortir l'humidité, sous forme de vapeur d'eau. Ce n'est pas un problème dans le moulage en coquille, car la coquille est séchée et chauffée avant le coulage du métal.

Les principaux avantages d'un sable plus fin sont qu'il se conforme plus étroitement pour trouver des caractéristiques de surface sur le motif et offre une surface plus lisse pour le métal.

Pour une reproduction encore meilleure des détails de surface et une finition plus lisse, une fonderie peut utiliser du sable de zircon. Cela peut avoir un indice de finesse aussi élevé que 150. Il a également un coefficient de dilatation thermique inférieur qui permet l'application de tolérances plus strictes.

Comment le moulage en coquille profite aux pièces moulées

La finition de surface supérieure et la reproduction des détails fins sont deux des principaux atouts de ce procédé. De plus, le moulage de la coque nécessite des angles de dépouille minimaux pour libérer le motif de la coque.

Alors que le moulage au sable nécessite généralement 2° à 3° de tirant d'eau, le processus de moulage en coquille s'en tire avec 1°, et sur les murs verticaux courts, il peut être possible d'avoir zéro. Cela permet d'appliquer des tolérances d'usinage plus petites, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent dans les opérations de finition.

Moulage au sable et moulage en coquille comparés

Moulage au sable :

• Fonctionne pour les métaux ferreux et non ferreux
• Peut produire des pièces pesant des onces à des centaines de livres
• Impossible de reproduire les détails fins de la surface à partir du motif
• A une faible précision géométrique
• Laisse une finition de surface rugueuse
• Nécessite de grandes tolérances d'usinage
• Est un processus économique

En comparaison, moulage coque :

• Fonctionne pour les métaux ferreux et non ferreux
• Est limité aux pièces pesant moins de 30 lbs
• Ne convient pas aux pièces nécessitant des noyaux
• Reproduit les détails fins de la surface
• Peut maintenir des tolérances strictes
• Laisse une finition de surface lisse

En savoir plus

En termes de capacités et de coûts, le moulage en coquille se situe entre le moulage au sable et le moulage de précision. Il est plus complexe que le moulage au sable et peut produire des pièces plus complexes, mais sans la sophistication et la complexité d'un processus de modèle en cire.

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