Qu'est-ce que la coulée sous pression par gravité ?

Le moulage par gravité est un procédé de moulage de métaux couramment utilisé dans lequel la forme du moule est donnée par une matrice et le métal en fusion est introduit dans la matrice par gravité, plutôt que par une localisation externe de la matrice (localisation positive). Cette méthode diffère du moulage sous pression en ce sens que le métal en fusion est introduit dans la matrice sous pression, mais que la gravité est le seul moyen d'introduire le matériau dans la matrice. Le moule est généralement fait de métaux durables tels que l'acier ou la fonte, réutilisable avec une grande précision dimensionnelle et une finition de surface élevée. Cette technique est également très appréciée pour la production de pièces en métaux non ferreux tels que l'aluminium, le zinc, le magnésium et leurs alliages. Il s'agit de chauffer le métal jusqu'à ce qu'il atteigne l'état de métal, puis de le couler dans un moule permanent préchauffé. Le métal en fusion s'écoule vers la gravité et descend dans la cavité du moule, ce qui la remplit. Ensuite, le moule est ouvert et la pièce moulée est éjectée. Il peut être nécessaire de la tailler, de l'usiner ou de la traiter d'une autre manière afin d'en améliorer la surface.

L'une des applications les plus courantes de ce procédé est le moulage par gravité de l'aluminium, car l'aluminium est léger, résistant à la corrosion et possède de bonnes propriétés mécaniques. Cette technique est largement utilisée dans diverses industries, notamment l'automobile, l'aérospatiale, les machines industrielles et les biens de consommation, pour fabriquer des pièces durables et complexes, telles que des pièces de moteur, des boîtiers, des supports, etc. L'une des raisons pour lesquelles la coulée par gravité est respectée est la capacité de couler des volumes moyens à élevés de pièces de haute qualité (faible porosité) pour une bonne résistance mécanique. Bien qu'il existe certaines limitations, telles que des coûts d'outillage initiaux plus élevés et des produits moins complexes que d'autres systèmes de moulage, ses avantages en font une méthode appropriée et peu coûteuse pour de nombreux besoins de fabrication.

Par essence, le moulage sous pression par gravité est un matériau de précision, reproductible et rationnel, qui joue un rôle important dans les processus modernes d'usinage des métaux.

Comment comprendre le processus de moulage sous pression par gravité ?

Il s'agissait d'une technique simple et efficace au cœur du moulage sous pression par gravité. Le moule métallique préchauffé en acier ou en fer est enduit d'un agent de démoulage, prêt à être coulé, et les pièces coulées sont facilement enlevées. Une fois le moule prêt, le métal en fusion, tel que l'aluminium, le magnésium ou les alliages de cuivre, est versé dans le moule. Pour que le métal remplisse la cavité, il suffit que le moule refroidisse et se solidifie, sous l'effet de la seule gravité.

Ensuite, le moule est ouvert et la pièce moulée est retirée. Si ce n'est pas le cas, l'excédent de matériau restant, qu'il s'agisse de la porte, du système de coulée ou d'une autre pièce, est découpé et la pièce moulée peut être finie par usinage ou d'une autre manière. Par rapport au moulage en sable, les moules dans lesquels les moulages sont produits à partir de sable ne sont utilisés qu'une seule fois. Le composant coulé dans un moule à gravité est considérablement amélioré en termes d'efficacité de la production et d'uniformité du produit, car les moules métalliques de la coulée par gravité peuvent être réutilisés.

Différentes options de finition de surface pour le moulage sous pression par gravité

Un autre avantage du moulage sous pression par gravité est qu'il permet d'obtenir des pièces avec des finitions de surface lisses et cohérentes directement à partir du moule. Toutefois, d'autres techniques de finition de surface, en fonction des exigences fonctionnelles et esthétiques du produit final, peuvent être ajoutées au processus de finition pour améliorer l'aspect, la durabilité ou préparer la pièce à d'autres processus tels que la peinture ou le placage. Les finitions de surface les plus fréquemment utilisées sur les pièces moulées sous pression par gravité sont énumérées ci-dessous :

1. Finition telle que coulée

Il s'agit de la surface naturelle résultant directement du processus de coulée. Toutefois, si elle est préparée correctement et si les conditions du processus sont optimales, la coulée par gravité peut produire une surface plutôt lisse par rapport à la coulée en sable. Les composants internes ou les pièces dont l'aspect n'est pas critique acceptent généralement les surfaces coulées.

2. Grenaillage / Sablage

Il s'agit du grenaillage, qui consiste à projeter de petites billes d'acier ou de céramique sur la surface de la pièce moulée afin d'éliminer la calamine, la bavure ou tout autre résidu. Ce procédé permet d'obtenir une texture mate et uniforme de la surface, ainsi qu'un meilleur nettoyage de la surface, et convient parfaitement aux pièces qui sont ensuite soumises à des opérations de finition telles que le revêtement par poudre ou la peinture. 

3. Le polissage

L'élimination mécanique des imperfections mineures est utilisée pour le polissage afin d'améliorer la douceur et la brillance de la surface. Il s'agit en particulier de pièces esthétiques et de pièces nécessitant un frottement moindre. Le polissage peut être un simple lustrage, manuel ou automatisé, ou englober une finition miroir.

4. Revêtement par poudre

Dans le revêtement par poudre, la poudre est appliquée sur la surface de la pièce moulée et durcie à chaud, formant une couche dure et protectrice. L'excellente résistance à la corrosion, aux chocs et aux UV en fait un matériau adapté aux composants automobiles et aux composants d'extérieur produits par moulage sous pression par gravité de l'aluminium.

5. Anodisation

Les pièces en aluminium coulées par gravité ont de nombreuses raisons de choisir l'anodisation. La surface est épaissie par une couche d'oxyde naturel par voie électrochimique, ce qui améliore la résistance à la corrosion et permet de personnaliser la couleur. Les surfaces anodisées sont durables, les couleurs ne s'usent pas et elles ont un aspect élégant et professionnel.

6. Usinage pour les surfaces de précision

Dans de nombreux cas, les pièces moulées par gravité sont au moins partiellement usinées après la coulée, en particulier pour obtenir des tolérances exactes ou pour rendre les surfaces critiques lisses. L'usinage CNC est utilisé pour affiner les faces planes et les filets, ainsi que pour sceller les zones où le besoin de précision dépasse la capacité de la matrice elle-même.

7. Peinture et revêtement

Les pièces nécessitant un marquage, un codage couleur ou une protection peuvent être peintes selon l'une des méthodes utilisées dans la peinture humide conventionnelle. Les revêtements de peinture sont généralement appliqués manuellement ou à l'aide de lignes de pulvérisation automatisées, souvent après nettoyage de la surface ou application d'une couche de fond.

8. Chromatation / Traitements chimiques

Des revêtements de chromatation ou de conversion chimique peuvent être appliqués pour renforcer la protection contre la corrosion et améliorer l'adhérence de la peinture. Le film protecteur passif produit par ces traitements a peu d'influence sur les dimensions, mais protège la surface de l'aluminium.

Avantages de la coulée sous pression par gravité

Les propriétés mécaniques supérieures sont l'une des principales raisons pour lesquelles les fabricants préfèrent le moulage sous pression par gravité. En effet, les pièces moulées produites par ce procédé ont tendance à présenter moins de poches d'air, ou porosités, et donc des composants plus solides et plus fiables.

Parmi les autres avantages, citons

• Haute précision dimensionnelle : Le moulage par gravité permet de maintenir des tolérances serrées et des détails fins sur les pièces fabriquées.
• Lisse Finition de la surface : Comme les moules métalliques permettent d'obtenir un meilleur état de surface, les opérations de post-traitement sont réduites.
• Répétabilité : Les moules peuvent être réutilisés, ce qui permet aux fabricants de produire de grandes quantités avec le même niveau de qualité.
• Efficacité matérielle : Les pertes de métal sont minimisées à condition d'utiliser les bonnes conceptions de gating et d'alimentation.

Le moulage par gravité de l'aluminium est encore aujourd'hui l'option privilégiée par l'industrie qui cherche à produire des pièces légères, solides et résistantes à la corrosion.

Moulage par gravité de l'aluminium ?

Moulage par gravité d'alliages d'aluminium est une méthode dans laquelle un moule métallique (ou matrice) de coulée par gravité est rempli d'alliage d'aluminium en fusion sous la seule force de la gravité. Généralement, ces moules sont en acier ou en fonte en raison de leur résistance à l'usure et de leur capacité à supporter une série de cycles thermiques. La caractéristique principale de ce procédé est sa simplicité : aucune pression externe n'est utilisée pour pousser le métal dans le moule. Le flux est contrôlé par la seule gravité.

Le moulage par gravité de l'aluminium est l'un des avantages qui permet de minimiser les défauts internes. Le piégeage de l'air est minimisé, ce qui réduit la porosité car le moule se remplit très lentement et naturellement. Cette méthode permet d'obtenir des composants moulés d'une meilleure intégrité et d'une meilleure performance, ainsi que d'une plus grande résistance. C'est pourquoi cette méthode est largement préférée par les fabricants pour la production de pièces de qualité et de précision.

Alliages d'aluminium couramment utilisés pour le moulage sous pression par gravité

Le choix de l'alliage approprié est essentiel pour la coulée par gravité de l'aluminium. Les différents alliages ont chacun été conçus pour des caractéristiques différentes en fonction de l'application. Les alliages d'aluminium couramment utilisés peuvent être répartis comme suit en fonction de leur composition, de leurs propriétés mécaniques et de leurs applications industrielles.

Ce tableau fournit une comparaison simple, côte à côte, des différentes méthodes de coulée en fonction de plusieurs facteurs importants. Il donne aux fabricants une idée de la méthode de coulée la plus appropriée pour répondre à leurs besoins.

Applications de la coulée par gravité

La coulée par gravité présente l'avantage d'être adaptable et économique, et de pouvoir produire des pièces de bonne qualité. En effet, sa fiabilité et son efficacité sont telles qu'elle peut être utilisée pour la fabrication de petites et grandes séries de composants durables, précis et cohérents. Voici quelques-unes des applications les plus courantes de la coulée par gravité.

Industrie automobile

Plusieurs applications du moulage par gravité se retrouvent dans le domaine de l'automobile, notamment le moulage par gravité de pièces de moteur critiques telles que les blocs moteurs, les culasses, les composants de suspension, etc. et les boîtiers de transmission. Des composants légers mais solides peuvent être créés en utilisant le moulage par gravité de l'aluminium avec un excellent rapport résistance/poids. L'aluminium est également utilisé pour fabriquer des pièces telles que des boîtiers de boîte de vitesses, des pièces de freinage et des collecteurs d'admission, car il offre une durabilité extrême et une résistance chimique à la chaleur et à l'usure, qui sont des éléments importants de l'utilisation d'une automobile.

Aérospatiale

Le processus de moulage par gravité est un processus important pour l'industrie aérospatiale, car il permet de produire des pièces à faible densité mais à la structure solide, qui doivent être sûres et fonctionner comme le permettront la conception et les applications futures. Shelton rappelle que, comme pour la plupart des pièces moulées par gravité, la précision et la durabilité du produit, tel que les supports d'avion, les pièces de train d'atterrissage et les sections de fuselage, sont importantes. En raison de la nécessité d'utiliser un matériau léger, mais sans perte de résistance, le moulage par gravité de l'aluminium est approprié pour les applications aérospatiales.

Machines industrielles

La méthode de coulée par gravité est utilisée dans la production de composants durables et très résistants pour les machines industrielles, par exemple dans les corps de pompe, les carters d'engrenage ou les supports. Comme ces pièces doivent résister à des pressions élevées, à des contraintes mécaniques et à des conditions de fonctionnement difficiles, la coulée par gravité permet de produire des composants robustes et peu poreux. Ces pièces sont par exemple utilisées dans les machines d'exploitation minière et les équipements agricoles, ainsi que dans les moteurs de grosse cylindrée.

Produits de consommation

Le moulage par gravité est également bénéfique pour le secteur des produits de consommation, à savoir les ustensiles de cuisine, les appareils d'éclairage et la quincaillerie décorative. Par exemple, le moulage par gravité est utilisé pour produire des articles tels que des poêles à frire en aluminium moulé, des éviers de cuisine et des supports d'éclairage, car il permet d'obtenir de bonnes finitions de surface et une stabilité de la forme du moulage.

Les pièces artistiques et les composants architecturaux, tels que les statues, les panneaux décoratifs et les ferrures de portes et de fenêtres, sont également fabriqués par le procédé de coulée par gravité. La polyvalence du moulage par gravité en fait un procédé essentiel dans un grand nombre d'industries, alliant économie et performance.

Matériaux utilisés dans le moulage sous pression par gravité

Le moulage sous pression par gravité est un procédé de moulage très polyvalent, qui peut être utilisé pour couler une grande variété de matériaux. L'élément crucial est la sélection correcte du matériau, car la résistance et les performances du produit final en dépendent directement. Les alliages d'aluminium, de zinc, de cuivre et de magnésium sont les matériaux les plus couramment utilisés dans le moulage par gravité, mais d'autres types de métaux et d'alliages peuvent être utilisés en fonction des exigences de la pièce à produire.

1. Alliages d'aluminium

Les alliages d'aluminium sont de loin les matériaux les plus utilisés dans le moulage sous pression par gravité en raison de leur excellent rapport résistance/poids, de leur excellente résistance à la corrosion et de leurs propriétés de moulage. Ils trouvent généralement des applications dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et de la machinerie industrielle.

Les principaux alliages d'aluminium sont les suivants

• A356 : L'A356 présente une bonne résistance, une bonne ductilité et une excellente usinabilité. Il est largement utilisé pour les blocs moteurs, les boîtiers et les supports utilisés dans l'industrie automobile et aérospatiale.
• A380 : Cet alliage présente une excellente fluidité, une bonne étanchéité à la pression et une résistance modérée. En général, le fer est largement utilisé pour la fabrication de blocs moteurs, de carters et d'éléments de transmission.
• A413 : Si l'on en trouve, une bonne usinabilité et un alliage à haute résistance avec une bonne étanchéité à la pression ; on en trouve parfois dans les cylindres hydrauliques, les vannes et les pompes.

La grande efficacité du moulage par gravité de l'aluminium est principalement due à la combinaison de propriétés de légèreté et de résistance mécanique.

2. Alliages de zinc

Les alliages de zinc sont fréquemment utilisés dans le moulage sous pression par gravité, car les pièces qui nécessitent une bonne solidité, une bonne dureté et une bonne résistance à la corrosion tout en étant légères sont courantes. Le zinc est un matériau relativement peu coûteux, qui possède une très bonne fluidité et permet d'effectuer des formages et des détails complexes.

Les alliages de zinc les plus couramment utilisés sont les suivants :

• ZA8 : Il présente une résistance élevée, une ductilité modérée et une bonne stabilité dimensionnelle. Il est souvent utilisé dans la production de pièces moulées sous pression avec des tolérances étroites.
• Zamak : Il s'agit d'un groupe d'alliages de zinc, particulièrement appréciés pour les pièces automobiles, la quincaillerie et les moulages décoratifs en raison de leur bonne résistance à la corrosion et de leur aptitude au moulage.

Le moulage par gravité du zinc est fréquemment utilisé dans des applications durables exigeant des tolérances serrées dans la quincaillerie, les boîtiers électroniques et les produits de consommation courante.

3. Alliages de magnésium

Les alliages de magnésium sont légers et très résistants et conviennent donc aux applications visant à réduire le poids. L'une des utilisations les plus populaires du moulage par gravité du magnésium est l'industrie automobile et aérospatiale, qui fabrique des pièces structurelles légères.

Les principaux alliages de magnésium utilisés dans le moulage sous pression par gravité sont les suivants :

• AM60 : La résistance et la ténacité de cet alliage de magnésium sont élevées et il se soude facilement ; ces alliages ont été utilisés dans des composants structurels et des pièces automobiles.
• AZ91D : L'AZ91D est connu pour sa bonne résistance à la corrosion et son rapport résistance/poids. Il est utilisé dans les applications aérospatiales, notamment les supports et les boîtiers.

Le magnésium est particulièrement précieux dans des secteurs tels que l'aérospatiale ou l'automobile, en raison de son rapport résistance/poids élevé qui permet de réduire le poids sans perte de performance.

4. Alliages de cuivre

Le moulage sous pression par gravité est utilisé pour les alliages de cuivre présentant une grande solidité, une résistance à l'usure et une excellente conductivité thermique. Les pièces qui doivent résister à des températures élevées et à l'usure sont souvent fabriquées en cuivre sous diverses formes d'alliages, tels que les alliages à base de cuivre, les laitons et les bronzes.

Les alliages de cuivre couramment utilisés :

• C356 : Cet alliage est utilisé pour les pièces nécessitant une grande solidité et une grande résistance à l'usure, telles que les segments de piston, les pièces de moteur et les machines industrielles.
• C443 : Il s'agit d'un alliage de laiton, généralement utilisé pour sa résistance à la corrosion et sa solidité, dans des applications marines ou automobiles.

L'appréciation de la capacité des alliages de cuivre à supporter des environnements extrêmement défavorables, tels que des températures élevées, a conduit à leur utilisation dans des domaines tels que les moteurs marins, les échangeurs de chaleur et les appareils électriques tels que les commentateurs.

5. Autres alliages

Les autres alliages spéciaux peuvent, en fonction des propriétés souhaitées du produit final, être utilisés dans le moulage sous pression par gravité, en plus des matériaux les plus courants. En voici quelques-uns :

• Alliages de plomb : Dans les applications où une densité élevée est nécessaire, la feuille est utilisée dans les applications impliquant des contrepoids et un blindage.
• Alliages d'étain : Utilisé pour la fabrication de petites pièces précises utilisées dans le domaine de l'électronique et de la décoration.

Ces matériaux sont choisis en fonction de leurs propriétés, qui vont de la résistance à la corrosion à la conductivité thermique, en passant par la densité, etc. Le moulage sous pression par gravité permet d'utiliser une grande variété de matériaux pour conférer au produit des propriétés sur mesure.

Innovations en matière de moulage sous pression par gravité

L'amélioration du processus de coulée par gravité est due aux progrès récents des logiciels de simulation, de l'automatisation et de la conception des moules de coulée. Aujourd'hui, les ingénieurs peuvent simuler l'écoulement et la solidification du métal en fusion, ce qui permet d'optimiser la conception des moules et d'éviter les défauts.

Elle dépend également de l'automatisation. Les bras robotisés sont souvent utilisés pour couler le métal, extraire les pièces moulées et s'aventurer dans les étapes de post-traitement de base. Ces innovations réduisent les coûts de main-d'œuvre et garantissent également la sécurité sur le lieu de travail. Dans le cas du moulage par gravité de l'aluminium, des développements tels que l'assistance au vide et l'amélioration des revêtements des moules ont également permis de réduire la porosité et d'allonger la durée de vie des moules.

Impact environnemental et durabilité

À une époque où le développement durable gagne du terrain, le moulage sous pression par gravité s'avère relativement respectueux de l'environnement. La réutilisation des moules entraîne une réduction des déchets et la ferraille utilisée est souvent recyclée et réutilisée dans le processus.

En outre, l'aluminium, l'un des matériaux les plus utilisés dans le moulage sous pression par gravité, est hautement recyclable. Enfin, le processus utilise moins d'énergie que d'autres méthodes de fabrication, en particulier lorsque la technologie est optimisée par des fours modernes et des systèmes de contrôle du processus.

Moulage sous pression par gravité et autres méthodes de moulage

Bien que le moulage sous pression par gravité soit une technique largement utilisée, ce n'est pas la seule méthode de création de pièces métalliques. Les différentes méthodes de moulage présentent divers avantages pour le fabricant, en fonction des besoins. Par rapport aux autres méthodes de moulage, qui comprennent le moulage en sable, le moulage sous pression, le moulage à la cire perdue et le moulage à basse pression, le moulage par gravité permet au fabricant de prendre une décision éclairée quant au type de moulage qui convient le mieux à ses besoins particuliers. 

Moulage sous pression par gravité ou moulage en sable

Il existe une différence majeure entre le matériau des moules pour le moulage par gravité et le moulage en sable. Dans le cas du moulage par gravité, les moules permanents sont souvent en fonte ou en acier, alors que les moules en sable sont jetables. Il en résulte des différences importantes en termes de finition de surface et de précision dimensionnelle.

La finition de la surface est plus lisse que celle des moulages au sable et est beaucoup plus uniforme. La cohérence dimensionnelle est également meilleure. Toutefois, le procédé de moulage en sable est plus souple si les formes sont plus grandes ou plus complexes. En outre, le moulage en sable a des coûts d'outillage initiaux moins élevés et est donc plus rentable pour la production de petites quantités ou de grandes pièces. Le moulage sous pression par gravité est moins coûteux pour la production de pièces en volume moyen à élevé et offre une meilleure qualité et une meilleure uniformité de la pièce.

Moulage sous pression et moulage par gravité.

La manière dont le métal en fusion est introduit dans le moule est l'une des principales différences entre le moulage sous pression et le moulage par gravité. Le moulage sous pression par gravité est un type de fonte qui permet au métal en fusion de pénétrer dans la cavité du moule sous l'effet de la gravité, d'où un processus de remplissage plus lent et mieux contrôlé. Cela permet de limiter la porosité et de renforcer et d'améliorer la fiabilité des pièces.

Toutefois, le moulage sous pression nécessite une pression hydraulique pour pousser le métal en fusion dans la cavité du moule à une vitesse beaucoup plus élevée. Bien qu'il permette de produire rapidement des formes complexes, il est plus susceptible d'entraîner une plus grande porosité dans le produit final. C'est pourquoi le moulage sous pression par gravité est surtout utilisé lorsque la résistance mécanique et une faible porosité sont nécessaires, par exemple pour les composants automobiles et les pièces structurelles. Bien que plus rapide, le moulage sous haute pression peut être plus approprié pour les pièces dont les détails sont petits et la vitesse critique.

Moulage sous pression par gravité et moulage à la cire perdue 

Le moulage à la cire perdue est une autre méthode qui se distingue du moulage par gravité. Le moulage à la cire perdue est l'un des procédés les plus précis. Il nécessite la réalisation d'une version en cire de la pièce, l'enrobage de ce moule en cire avec une coquille en céramique, puis la fonte de la cire et la création d'un moule. C'est pourquoi il convient parfaitement aux industries qui dépendent fortement des pièces, comme l'aérospatiale, les appareils médicaux et la bijouterie.

Mais si le moulage à la cire perdue est assez compliqué et prend plus de temps, il est aussi plus cher. Toutefois, contrairement au moulage sous pression, le moulage sous pression par gravité est plus rapide et moins coûteux, en particulier pour les pièces qui ne nécessitent pas le même niveau de détails complexes. Le moulage à la cire perdue est connu pour sa précision et sa finition de surface, mais le moulage sous pression par gravité est une solution moins coûteuse pour la production de pièces fonctionnelles dotées de bonnes propriétés mécaniques dans des volumes moyens à élevés.

Moulage sous pression et moulage par gravité

Une autre technique qui s'appuie sur le moulage sous pression par gravité est le moulage sous basse pression, qui utilise une pression contrôlée pour pressuriser le moule avec du métal en fusion. Cela permet un remplissage plus uniforme et une plus grande densité du matériau, ce qui peut améliorer certains défauts potentiellement problématiques tels que les vides et la porosité.

Dans le cas du moulage sous pression par gravité, le coût des équipements et des moules est inférieur à celui du moulage sous basse pression, mais les pièces obtenues sont de moins bonne qualité, avec des imperfections matérielles et des défauts produits. Ce système est plus complexe que le système actuel à basse pression, mais il se prête à une production en plus grand volume et de meilleure qualité à un coût inférieur à celui de tous les systèmes à basse pression actuels. Étant donné que le flux de métal est légèrement moins contrôlable, le moulage sous pression par gravité (ou moulage sous pression) reste un moyen plus conventionnel et plus économique de produire des composants de complexité moyenne tels que les pièces de moteur automobile et les composants structurels dans la plupart des industries. 

Tableau de comparaison : Moulage sous pression par gravité et autres méthodes de moulage

Limites de la coulée sous pression par gravité

Le moulage par gravité présente certaines limites, mais aussi un certain nombre d'avantages, tels qu'une bonne précision dimensionnelle, un bon état de surface, une bonne résistance mécanique, etc. Pour choisir le bon procédé de fabrication pour une application particulière, il faut comprendre ces inconvénients.

1. Coût initial élevé de l'outillage

Le coût de la matrice (moule) est le principal inconvénient du moulage par gravité. Le coût de l'outillage peut être substantiel car le procédé utilise des moules métalliques permanents (généralement en acier ou en fonte). Étant donné que le moulage par gravité n'est économique que pour des volumes de production moyens à élevés, il est généralement réalisé uniquement de cette manière. Le moulage au sable peut être le procédé le plus coûteux pour les faibles volumes de production.

2. Complexité de conception limitée

Toutefois, les formes extrêmement complexes ou présentant des caractéristiques internes complexes se prêtent moins bien à la fabrication par le procédé de moulage par gravité. Étant donné que le métal en fusion ne s'écoule pas dans le moule sous une pression autre que celle de la gravité, il peut ne pas être en mesure de remplir correctement des cavités très fines ou profondes dans le moule. Les contre-dépouilles, les trous fins ou les parois extrêmement fines sont des caractéristiques plus difficiles à obtenir que le moulage à la cire perdue ou le moulage à haute pression.

3. Temps de refroidissement plus long

Alors que les temps de refroidissement et de solidification dans le moulage sous pression peuvent être assez courts, les temps de refroidissement et de solidification dans le moulage par gravité peuvent être plus longs. Cela peut donc ralentir le temps de cycle global et le taux de production. En ce qui concerne les applications de fabrication plus rapides et à grande vitesse, ce n'est peut-être pas le meilleur choix.

4. Compatibilité limitée des matériaux

Bien que la coulée par gravité puisse être utilisée avec tous les métaux non ferreux, elle est plus efficace avec l'aluminium et moins efficace avec les alliages de zinc et de magnésium. Cependant, les points de fusion élevés des matériaux ferreux tels que l'acier ou le fer les rendent inadaptés, car le point de fusion affaiblit le moule et réduit sa durée de vie. Par conséquent, la gamme d'applications du moulage sous pression par gravité est limitée.

5. Usure et entretien des moules

Les moules métalliques utilisés dans le moulage par gravité s'usent et se fatiguent thermiquement au fil du temps, car ils sont chauffés et refroidis de manière répétée. Cela entraîne la dégradation des surfaces du moule et peut aboutir à des composants défectueux si l'entretien n'est pas effectué correctement. L'entretien régulier des moules et leur remplacement éventuel entraînent des coûts opérationnels.

6. Fonctionnement manuel ou semi-automatique

Toutefois, le moulage par gravité est moins automatisé que d'autres méthodes de moulage, comme le moulage sous pression. La coulée manuelle ou semi-automatique du métal en fusion dans le moule peut être effectuée sur la base de la variabilité de la qualité et de la réduction de la dépendance à l'égard de la main-d'œuvre. Cette méthode est également moins efficace dans les environnements où les volumes sont importants et où la production est entièrement automatisée.

Conclusion 

Le moulage sous pression par gravité est un processus de fabrication important. Cette technique consiste à utiliser la gravité pour charger les moules de métal en fusion, afin d'obtenir des pièces fiables et de grande qualité, avec un excellent état de surface et d'excellentes propriétés mécaniques. Elle est unique, en particulier dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et des machines industrielles, où la résistance, la cohérence et la durabilité ne peuvent être compromises. Le procédé peut être appliqué au moulage par gravité de l'aluminium ou au moulage par gravité de l'aluminium de base et peut fournir le fabricant avec un moyen rentable et efficace de moulage par gravité de l'aluminium pour des volumes de production allant de moyens à élevés. Le moulage sous pression par gravité reste une méthode simple utilisée pendant de nombreuses années en raison de son mélange de simplicité et de performance.

L'un des principaux avantages de ce procédé est qu'il est polyvalent. Il permet de traiter toutes sortes de métaux non ferreux, le moulage par gravité de l'aluminium étant le plus populaire, car l'aluminium est léger, résistant à la corrosion et recyclable. La précision dimensionnelle et la répétabilité sont meilleures car le moulage par gravité utilise des moules métalliques permanents, ce qui contribue également à garantir que chaque pièce répond aux normes de l'industrie. Aujourd'hui, le procédé de moulage par gravité a évolué pour répondre aux besoins croissants des industries en matière de solutions bonnes, solides et légères. Cette méthode est assurée d'être durable, économique et de produire des produits cohérents utilisés dans la production de composants de moteurs, de pièces de machines ou d'éléments structurels.

FAQ

1. Quelle est la grande différence entre le moulage sous pression et le moulage par gravité ?

Le moulage sous pression par gravité n'utilise que la gravité pour remplir le moule, tandis que le moulage sous pression utilise la pression hydraulique. Bien qu'elle soit plus lente en raison du plus grand nombre d'étapes, la coulée par gravité produit des pièces plus denses et plus fiables.

2. Pourquoi l'aluminium est-il couramment utilisé pour le moulage sous pression par gravité ?

D'après le guide "L'aluminium pour l'espadon - Applicabilité à la technologie de moulage", l'aluminium est léger, résistant à la corrosion et possède une excellente conductivité thermique, ce qui signifie qu'il est bien adapté aux applications de moulage par gravité dans les industries automobile et aérospatiale.

3. La coulée par gravité est-elle adaptée à la production de petites séries ?

Le moulage par gravité est plus efficace pour les productions de moyenne à grande envergure en raison du coût des moules permanents. Le moulage en sable est généralement plus économique que pour les petites séries.

4. Quelles sont les conditions environnementales du moulage sous pression par gravité ?

Il s'agit d'un article très respectueux de l'environnement, car il ne nécessite pas l'utilisation de matériaux très polluants, tels que le plastique. Les procédés modernes utilisent beaucoup moins d'énergie et réduisent les déchets grâce à leurs moules réutilisables.