Moulage en coquille (Shell Moulding) : procédé, applications, avantages et inconvénients

Il existe divers procédés de moulage dans l'industrie. Tous ont leurs avantages et inconvénients les rendant adaptés à des moulages particuliers. Le moulage en coquille (shell moulding), aussi appelé moulage en coquille (shell mold casting), est l'un des procédés les plus adaptés pour les pièces complexes et à parois minces. Il offre haute précision et meilleure finition de surface. Un avantage majeur le rendant adapté à diverses industries : il est facilement automatisable. Ces atouts le rendent polyvalent et aisément adoptable.

Le moulage en coquille utilise un moule en forme de coquille, fait d'un mélange sable-résine. Ce moule est léger et à haute résistance, adapté au moulage automatique. Convient aux fontes ferreuses et non-ferreuses, mais surtout utilisé pour l'acier.

Procédé de moulage en coquille :

Étapes du procédé :

Étape 1 : Fabrication du modèle métallique

La première étape cruciale de tout moulage est la fabrication du modèle (pattern). Le modèle est la réplique de la pièce finale. Bois, plastique, métal possible. Le moulage en coquille utilise un modèle métallique avec toutes les tolérances de modèle. En aluminium ou fonte. Avantage majeur : haute précision du moulage et réutilisable pour moulages multiples.

Étape 2 : Chauffage du modèle

Le modèle est chauffé à 180–250 °C. Essentiel pour solidifier la silice mélangée à la résine lorsqu'elle est versée dessus. Après chauffage, une fine couche de lubrifiant (majoritairement silicone) est pulvérisée pour faciliter le démoulage.

Étape 3 : Création du moule en coquille

Étape majeure, subdivisée :

• Modèle serré sur une boîte à retournement. Assemblage retourné face vers le bas. Mélange sable-résine versé dans la boîte. Sable vert fin généralement utilisé.
• Assemblage réinversé : le mélange tombe sur le modèle chauffé. La couche en contact direct durcit et forme la coquille. L'épaisseur dépend de la température du modèle et du temps de contact.
• Boîte réinversée à nouveau : excédent de mélange retiré.
• Modèle métallique retiré et coquille séparée. L'autre demi-moule créé par la même technique.

Étape 4 : Assemblage du moule

Assemblage de toutes les coquilles créées. Toutes les coquilles requises assemblées dans un châssis et supportées par un matériau de cuisson. Toutes les parties souhaitées (noyaux, canaux d'alimentation, évents) y sont attachées.

Étape 5 : Formation du moulage

La cavité est remplie de métal en fusion et laissée solidifier. Après solidification, la pièce est extraite en brisant la coquille. Le moulage obtenu est hautement précis et bien fini. Généralement, aucun usinage supplémentaire n'est requis.

Avantages et inconvénients :

Avantages :

• Sections minces et complexes facilement moulables.
• Haute précision dimensionnelle et bonne finition de surface.
• Facilement automatisable.
• Opérable par opérateur semi-qualifié.
• Pas d'usinage ultérieur requis.

Inconvénients :

• Modèle métallique spécial requis, coûteux pour gros moulages.
• Non adapté à la petite série.
• Moules en coquille moins perméables que moules en sable vert.
• Limitations de taille et poids.

Applications :

La plupart des produits industriels comme carters de boîtes de vitesses, bielles, petits bateaux, capots de camions, culasses, arbres à cames, corps de soupape, etc. sont réalisés par moulage en coquille.

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