Contrôles non destructifs des moulages : garantir qualité et fiabilité

Lorsque les clients veulent l'assurance que leurs moulages sont exempts de défauts internes, ils peuvent demander des essais non destructifs (END). Les END englobent une gamme de techniques utilisées pour vérifier la qualité des moulages métalliques.

Raisons d'inspecter les moulages

Le moulage implique de verser du métal en fusion dans une cavité où il est laissé à refroidir et solidifier. Comme avec tout liquide, il y a toujours une certaine variabilité dans la façon dont le métal s'écoule, ce qui peut donner lieu à des défauts. Une conception soignée des modèles et une gestion du processus de moulage minimisent leur occurrence mais ne peuvent pas complètement éliminer le risque.

Les défauts de moulage peuvent être visibles en surface ou contenus dans le corps de la pièce moulée. S'ils sont situés dans une région soumise à de fortes charges, ils pourraient entraîner la rupture de la pièce. Les modeleurs expérimentés utilisent leur expérience de la solidification des métaux pour s'assurer que les défauts qui surviennent se trouvent dans des régions permises. Cependant, dans les cas où cela n'est pas possible, il est prudent de réaliser des END.

De plus, lorsqu'un moulage subira un usinage intensif (plus courant pour les moulages en sable que pour les moulages à la cire perdue), détecter les défauts au préalable permettra d'économiser du temps et de l'argent.

Types de défauts détectés par les END

Le refroidissement entraîne un retrait qui peut causer des fissures. Les fissures peuvent briser la surface de la pièce ou être purement internes. Les fissures affleurantes sont souvent extrêmement difficiles à voir à l'œil nu car elles sont très fines et la surface texturée du moulage, surtout avec les moulages en sable, les rend pratiquement invisibles.

D'autres défauts qui peuvent causer la défaillance d'un moulage sont la porosité et les inclusions. Les deux peuvent être visibles mais sont souvent sous la surface du moulage.

Méthodes END, forces et limitations

Il existe de nombreuses façons de détecter les défauts dans les moulages. Les méthodes les plus largement utilisées, classées approximativement de la plus facile/la moins coûteuse à la plus difficile/la plus coûteuse, sont :

• Particules magnétiques / liquide pénétrant
• Inspection par ultrasons
• Courants de Foucault
• Radiographie et tomodensitométrie (CT)

Examinons chacune de plus près.

Particules magnétiques / liquide pénétrant

Ces méthodes trouvent les fissures affleurantes. La technique des particules magnétiques utilise la concentration du flux magnétique le long d'une fissure pour attirer des particules qui rendent la fissure plus visible. Elle ne fonctionne que sur les matériaux ferreux.

Les méthodes par liquide pénétrant fonctionnent sur les matériaux ferreux et non ferreux. Elles utilisent un liquide à faible viscosité qui est aspiré dans les fissures par action capillaire. Après trempage, la surface est essuyée propre et le colorant fait apparaître les fissures.

Inspection par ultrasons

Cette technique consiste à envoyer des ondes sonores de très haute fréquence dans le moulage et à écouter les échos ou réflexions. Ceux-ci sont produits partout où l'onde sonore incidente rencontre un changement de densité du matériau.

Il existe diverses façons de réaliser des inspections par ultrasons : la sélection dépend du type de défauts recherchés et de la vitesse ou du taux de processus nécessaire. Les ultrasons sont généralement très efficaces pour trouver les fissures internes, la porosité et les inclusions, mais l'équipement peut être coûteux et nécessite un opérateur formé.

Courants de Foucault

Cette méthode trouve les défauts sur ou juste sous la surface. Elle peut également être utilisée comme indication de propriétés du matériau telles que la dureté. Les courants de Foucault fonctionnent en créant un champ magnétique qui est perturbé par la présence de discontinuités.

L'inspection par courants de Foucault est utilisée principalement avec les métaux ferreux mais fonctionne aussi avec ceux qui sont non ferreux. L'équipement n'est pas cher mais nécessite un opérateur hautement qualifié pour obtenir des résultats reproductibles.

Radiographie et tomodensitométrie (CT)

Pour obtenir une vue à travers un moulage, la radiographie est la « référence absolue ». Elle révèle les différences de densité, comme celles causées par la porosité. Cependant, sa capacité à mettre en évidence les fissures dépend de l'orientation de la fissure par rapport au faisceau de rayons X.

L'équipement radiographique est coûteux et nécessite des protocoles de sécurité et des opérateurs hautement qualifiés. De plus, voir à travers un moulage grand et dense comme celui en fer nécessite des niveaux de puissance élevés.

La CT est une forme de radiographie 3D. La pièce est tournée dans le faisceau et les images résultantes sont traitées en une image 3D. Celle-ci peut être tournée et visualisée sous n'importe quel angle. C'est une méthode inégalée d'inspection des moulages mais coûteuse et lente.

Convenir des méthodes d'inspection

Tous les moulages n'ont pas besoin d'END pour vérifier l'absence de défauts ; cela dépend de l'application et du degré de risque. Lorsqu'un client estime que c'est nécessaire, les détails spécifiques devraient faire partie de l'accord d'achat. Contactez-nous pour plus d'informations sur les options d'END.