Comprendre le processus de moulage au sable

Le moulage au sable est le procédé de moulage le plus ancien qui existe. Il utilise des modèles en métal, en bois ou en cire pour créer des modèles d'articles à produire. Le processus de moulage au sable est très fastidieux et donne un taux de production lent en raison de la destruction du moule en sable lors du retrait du moulage au sable (article produit). Ce processus de coulée utilise un modèle, un moule à sable, un four et du métal liquide. Ce processus consiste à créer une cavité dans un moule et à y verser du métal en fusion.

Aujourd'hui, vous apprendrez à connaître les différentes étapes d'un processus de moulage au sable. Vous apprendrez la fabrication de modèles, la fabrication et la préparation de moules, la coulée de types de sable, le serrage de copeaux et de traînées, la fabrication de noyaux, le coulage, le refroidissement et l'étape de coupe dans le moulage au sable. Vous apprendrez également les différents types d'outils de moulage au sable, ainsi que les avantages et les inconvénients des procédés de moulage au sable.

Création de patrons

La première étape des processus de moulage au sable est la fabrication de modèles. La fabrication de patrons semble être un travail fastidieux et intelligent car c'est la réplique d'un article à produire. Il peut être fait de différents matériaux tels que le bois, le métal, les synthétiques, etc. en fonction du volume et de la tolérance de la coulée. Le bois est le plus courant car il est moins cher et facile à façonner. Cependant, les motifs en bois s'enroulent et se déforment facilement. Il peut s'user plus rapidement à cause du sable. Tandis que les modèles en métal durent plus longtemps et peuvent être réutilisés pour créer le même type de cavité, ce qui permet de réduire les coûts d'outillage. Mais c'est plus cher. En modélisme, une tolérance lui est ajoutée pour la contraction thermique ou le rétrécissement.

Types de motifs

Les motifs sont généralement réalisés de quatre manières. Vous trouverez ci-dessous les différents types de modèles utilisés dans les processus de moulage au sable.

Modèle uni :

Un motif uni est le type de motif le plus facile à réaliser. Il contient une réplique complète de la pièce en une seule pièce. Il est utilisé pour produire des pièces nécessaires en petites quantités. Cependant, la ligne de séparation et le système de canaux doivent être déterminés séparément, ce qui peut facilement endommager le moule.

Motif divisé :

Un motif fractionné est constitué de deux répliques distinctes de la pièce. Les deux parties sont placées dans la cavité, l'une dans la chape et l'autre dans la traînée (flasque). Les types de motifs divisés permettent de séparer facilement le flacon et de déterminer la ligne de séparation. Il est généralement utilisé pour les pièces complexes nécessaires en quantités modérées.

Faire correspondre le motif de la plaque :

Un modèle de plaque de correspondance est très similaire aux modèles divisés. Il est généralement fait de métal et de bois et est utilisé pour assurer un alignement correct de la cavité du moule dans le flacon. Le système de patins peut être inclus sur la plaque de match. Ces types de modèles sont utilisés pour de plus grandes quantités et sont souvent utilisés dans un processus automatisé. Enfin,

Faire face et faire glisser :

Les types de modèles de faire face et de glisser sont similaires à un modèle de plaque d'allumette, mais chacune des moitiés est montée sur une plaque séparée. Il assure également un bon alignement des cavités du moule dans la chape et la traînée. Le coureur est inclus sur les plaques. Ces types de modèles sont utilisés pour les pièces moulées plus grandes et sont également utilisés pour des quantités de production plus importantes. Il est également utilisé lorsque le processus est automatisé.

Fabrication de moules

À ce stade du processus de moulage au sable, un matériau réfractaire (le sable est largement applicable.) Est chargé ou emballé sur le ballon, emballé autour du modèle encore entièrement compacté. Le motif est ensuite retiré en laissant la forme dans la cavité du moule. Le sable utilisé pour fabriquer ce moule est suffisamment solide pour supporter le poids du métal en fusion lorsqu'il est coulé et doit être suffisamment cassant pour être brisé lorsque le moulage refroidit et se solidifie. L'argile et un agent de liaison chimique sont utilisés pour renforcer le moule afin de résister à la coulée.

Si le sable est tassé dans la chape et traîne alors que le motif s'y trouve, la chape et la traînée sont séparées afin que le motif puisse être facilement retiré. Un revêtement réfractaire (matériau résistant à la chaleur) est ajouté à la surface de la cavité pour produire une meilleure finition de surface et permettre au moule de résister au métal coulé. Le flacon est couplé ensemble, laissant la forme dans la cavité.

Types de sable de moulage au sable

Il existe différents types de sable utilisés dans la fabrication de moules. Typiquement, le sable de silice (sio2) est mélangé avec un type de liant afin de maintenir la forme dans la cavité. Le sable offre de grands avantages à la coulée. Il existe différentes préparations de moisissures de sable qui conduisent à quatre types. Vous trouverez ci-dessous les quatre types de sable utilisés dans la fabrication de moules.

Sable vert – le sable vert est un mélange de sable, d'eau et d'argile ou de liant. Le sable contient 90%, 3% d'eau et 7% d'argile. C'est le moins cher et le plus utilisé.

Sable séché écorché – le sable séché à la peau est une composition de sable vert mais avec des matériaux de liaison supplémentaires ajoutés. La surface de la cavité est séchée par la chaleur afin d'augmenter la résistance du moule. Cela permet d'améliorer la précision de la coulée, toute finition de surface sera complète. Ces types de moules en sable sont plus chers et nécessitent plus de temps lors du traitement.

Sable sec – le sable sec est également connu sous le nom de moule à boîte froide. Le sable est mélangé à un liant organique. Le moule créé avec du sable sec est renforcé par une cuisson au four. Les types de sable de moulage à sable sec donnent une précision dimensionnelle élevée, mais cela coûte cher.

Pas de sable cuit – le moule sans cuisson est du sable mélangé à de la résine et durcit à température ambiante.

Le sable de coulée est utilisé dans la fabrication de moules pour déterminer la qualité de la coulée qui est généralement décrite par ce qui suit :

• Force dans le sable pour conserver sa forme
• La perméabilité (capacité à piéger les gaz pour qu'ils s'échappent à travers le sable) est déterminée par la forme et la taille des grains de sable.
• Stabilité thermique pour résister à la fissuration du métal en fusion.
• Compatibilité du sable. Et
• Réutilisation du sable pour un autre moulage au sable.

Faire face et faire glisser le serrage

Après la préparation du moule, qui est conçu pour résister au métal en fusion lorsqu'il est coulé. La surface de la cavité est saupoudrée de sable spécial pour éviter le boulochage du moule sur la coulée. Un noyau est une pièce creuse dans un moulage. Il est préparé et placé avant que le chape et la traînée ne soient solidement serrés ensemble pour éviter toute perte de matériau.

Fabrication de noyaux

Permettez-moi de profiter de cette occasion pour élaborer davantage sur la fabrication de base dans le moulage. Les noyaux sont des trous internes et des passages dans un moulage. il est généralement fait de sable car il recouvre les parties où se trouvent les noyaux dans le motif. Le noyau est produit dans le moule avant que le métal en fusion ne soit coulé. L'impression de noyau est un encart dans un motif qui permet au noyau d'être maintenu en place à l'intérieur du moule. Cependant, le noyau peut perdre sa position en raison de la flottabilité du métal en fusion. C'est pourquoi le noyau peut être soutenu par des chapelets qui aident à maintenir le noyau avec le moule. Dans cette situation, les chapelets utilisés doivent avoir un point de fusion plus élevé que le métal fondu coulé. Les chapelets sont coupés à la fin du processus de moulage.

Étape de coulée

A ce stade, le métal est fondu dans un four à une certaine température alors que le moule est déjà préparé. C'est-à-dire qu'il a été serré et que la colonne montante et la passerelle ont été coupées. La passerelle et la colonne montante sont conçues pour permettre au métal en fusion de s'écouler en douceur ou librement dans la cavité. Il aide également à éliminer les turbulences, ce qui évite les oxydes et les défauts de coulée.

Le métal est fondu dans un creuset (matériau hautement réfractaire) dans une certaine mesure. Il est retiré du four à l'aide d'une pince à creuset sur la tige de coulée qui assure un meilleur coulage. Bien que le versement puisse être effectué manuellement ou par une machine automatisée. Assez de métal doit être fondu pour remplir toute la cavité et tous les canaux du moule, sinon il y aura une partie non remplie dans le moulage.

Étage de refroidissement

Une fois le métal fondu versé dans la cavité, il commence à refroidir et se solidifie après un certain temps. Le métal en fusion prend la forme de la cavité et se solidifie en obtenant cette forme. Le moule est une rupture après le refroidissement écoulé qui peut être estimé en fonction de l'épaisseur de la coulée et de la température du métal. À ce stade, un défaut se produit probablement. Si une partie du métal en fusion refroidit trop rapidement, elle peut présenter des fissures, un retrait ou une section incomplète, il faut donc faire attention lors de la fabrication du moule et lors du coulage du métal en fusion.

Retrait de l'étape (rupture)

La coulée refroidit et se solidifie à un moment prédéterminé. Le moule peut simplement être cassé et le moulage est obtenu. Ce processus est également appelé paiement. La rupture est généralement effectuée par une machine vibrante qui secoue le sable et le jette hors du flacon. Le moulage contiendra probablement des couches de sable et d'oxyde qui s'y rattachent. Le sable peut être éliminé par grenaillage, principalement de la surface interne et en réduisant la rugosité de la surface.

Rogner

N'oubliez pas que le métal en fusion est versé à travers un canal (passerelle et colonne montante) dans la cavité qui remplit toute la partie du moule ainsi que le canal. Le métal dans les canaux doit être coupé et le moulage doit être coupé à la dimension requise. La coulée peut être coupée manuellement par découpe ou sciage ou via une presse à découper. Le temps de coupe peut être déterminé par la taille de l'enveloppe de coulée. Un gros lancer peut nécessiter un temps de coupe plus long.

Regardez la vidéo ci-dessous pour savoir comment se fait le moulage au sable :

Avantages et inconvénients d'un procédé de moulage au sable

Avantages :

Le moulage au sable présente des avantages par rapport aux autres procédés de moulage, même si des défauts peuvent survenir. Mais il offre tout de même de grands avantages. Le moulage au sable donne une grande résistance au moulage lorsque l'argile est ajoutée au moule, aidant ainsi le sable à se lier plus étroitement.

Le moulage au sable est conçu pour réduire le risque de fissuration, de déchirure et de retrait pendant l'étape de refroidissement du moulage. les procédés de moulage au sable sont principalement utilisés dans la production de produits automobiles, tels que les blocs moteurs, le carter ou le boîtier d'un article, etc. d'autres avantages du procédé de moulage au sable incluent :

• Les métaux ferreux et non ferreux sont utilisés pour la coulée.
• Faible coût de production.
• Faible coût pour l'outillage post-moulage.
• Des formes complexes peuvent être produites.

Inconvénients

Malgré les excellents avantages du moulage au sable, certains inconvénients subsistent. Vous trouverez ci-dessous les inconvénients d'un procédé de moulage au sable dans ses diverses applications.

• Un degré de précision inférieur
• C'est un processus fastidieux
• Finition de surface rugueuse
• Le moule ne peut être utilisé qu'une seule fois
• Taux de production lent
• Intensif en main-d'œuvre

Outils de moulage au sable et leurs utilisations

Vous trouverez ci-dessous les différents types d'outils de moulage au sable et leurs utilisations :

Devinette de la main - Les cribles à main sont généralement utilisés pour séparer le sable et certaines particules indésirables dans le sable.

Pelle :ces outils de moulage au sable sont utilisés pour transférer le sable dans la boîte ou le flacon de moulage.

Pilon :le pilon sert à tasser ou compacter le sable uniformément autour du patron et du flacon.

Épingle de carotte – ces outils de moulage au sable sont utilisés pour créer des trous verticaux sur le moule.

Barre de frappe - la barre de frappe est utilisée pour enlever ou éliminer l'excès de sable du haut du flacon.

Maillet - le maillet est utilisé pour enfoncer la pointe de tirage dans le motif et frapper pour une séparation facile du moule et du motif.

C'est tout pour cet article, le processus de moulage au sable. Tout comme promis, la fabrication de modèles, la fabrication de moules et la préparation, la coulée de types de sable, le serrage des copeaux et des traînées, la fabrication de noyaux, le coulage, le refroidissement et l'étape de coupe dans le moulage au sable sont expliqués. Les outils utilisés dans le moulage au sable sont mentionnés et les avantages et les inconvénients du moulage au sable ont également été discutés.

J'espère que vous en avez assez de la lecture, si c'est le cas, veuillez partager avec d'autres étudiants. Merci d'avoir lu, à la prochaine.