Le moulage en moule perdu est tout procédé de fonderie dans lequel le moule est détruit pour extraire la pièce coulée, de sorte qu'un nouveau moule est fabriqué à chaque coulée. À usage unique décrit la forme du moule et non le sable qui le compose : après décochage, le sable est criblé, refroidi et régénéré dans le moule suivant.
Chaque procédé de la catégorie suit le même cycle: un modèle forme le moule, le moule est fermé et coulé, et la pièce est décochée et nettoyée. La grande majorité des pièces moulées en fonte et en acier — contrepoids, corps de pompes et carters de boîtes de vitesses notamment — sont coulées dans des moules perdus.
Quels procédés de fonderie utilisent un moule perdu
Cinq procédés couvrent ce que rencontre un acheteur de pièces ferreuses : sable à vert, sable à résine (sans cuisson), moulage en carapace, moulage à la cire perdue et moulage en polystyrène perdu.
| Procédé | Modèle | Matériau du moule et liant | Alliages ferreux coulés dedans |
|---|---|---|---|
| Green sand | Réutilisé | Sable siliceux lié à l'argile et à l'eau | Fonte grise et fonte ductile, acier au carbone et inoxydable |
| Sable à résine / sans cuisson | Réutilisé | Sable siliceux avec un liant chimique qui durcit à froid dans le moule | Fonte grise et fonte ductile, acier au carbone et inoxydable |
| Moulage en carapace | Réutilisé, métallique, chauffé | Sable enrobé de résine durci en une fine carapace contre le modèle | Fonte et acier en petites sections minces |
| Cire perdue | Consommé — cire, fondue et évacuée | Barbotine céramique accumulée en une carapace | Acier au carbone et inoxydable, fonte ductile |
| Polystyrène perdu / moule plein | Consommé — polystyrène, vaporisé par le métal | Sable non lié autour d'un modèle enrobé, ou sable à vert dans la version moule plein | Fonte ; acier en usage limité |
Deux autres membres de la catégorie ne traitent pas du tout de pièces ferreuses : le moulage en plâtre et en moule céramique sont limités aux alliages non ferreux à plus bas point de fusion, et des moules en graphite perdu existent pour le titane. Le sable au silicate de sodium durci au CO2 coule bien la fonte et l'acier, mais les liants à résine ci-dessus l'ont largement remplacé.
Moule perdu avec un modèle réutilisable
Un modèle réutilisable doit ressortir du moule d'une seule pièce, et la pièce finie le montre. Chaque surface sur laquelle le modèle est retiré porte une dépouille, les demi-moules laissent une ligne de joint, et la forme interne doit provenir d'un noyau séparé.
Le modèle est un outillage que vous payez une fois et que la fonderie conserve entre les commandes. Son matériau dépend de la longueur de série et de la précision souhaitée — bois, plastique dur ou métal.
Moule perdu avec un modèle perdu
Lorsque le modèle est détruit en même temps que le moule, rien ne doit être retiré : la pièce n'a ni dépouille ni ligne de joint, et les passages internes sont formés par le modèle plutôt que par des noyaux. L'outillage est désormais une matrice qui produit un modèle en cire ou en polystyrène par pièce coulée, de sorte que chaque pièce coulée porte son propre modèle.
Le moulage à la cire perdue appartient à cette catégorie à double titre : le modèle en cire est fondu et évacué de la carapace céramique avant la coulée, et la carapace est cassée pour dégager la pièce après.
Moule perdu vs moulage en moule permanent
La différence réside dans ce qui arrive au moule après la coulée. Le moulage en moule permanent, sous pression, centrifuge et continu coule dans un moule métallique et le réutilise, tandis qu'un moule perdu est détruit et reconstruit à chaque fois.
For de la fonte grise et de l’acier au carbone, le facteur décisif est la durée de vie du moule : un moule en fonte est estimé dans une revue publiée sur le moulage permanent de pièces ferreuses à survivre à environ 500 coulées de fonte contre environ 100 000 coulées d'aluminium. Le travail des pièces ferreuses repose donc massivement du côté des moules perdus, bien que les moules métalliques et en graphite en retiennent une minorité.
Un moule perdu est un coût à chaque coulée, c'est pourquoi une pièce moulée en sable peut être chiffrée pour une pièce unique, tandis qu'un moule permanent est acheté avant la première coulée et amorti sur la série. Les noyaux sont l'exception des deux côtés : un moule permanent avec une cavité qu'il ne peut pas démouler utilise un noyau en sable destructible, un outillage perdu à l'intérieur d'un moule réutilisable.
Comment choisir un procédé de moulage en moule perdu pour une pièce ferreuse
Appliquez quatre filtres dans l'ordre : poids de la pièce, quantité annuelle, précision nécessaire à l'état brut de coulée, et géométrie.
Pour une pièce de quelques centaines ou milliers de livres, le sable à vert et le sable sans cuisson sont les deux candidats réalistes.
Le moulage en carapace est le procédé pour petites pièces — les modèles dimensionnels publiés pour celui-ci s'arrêtent en dessous de 100 lb — et la mousse perdue coule des pièces de presque toutes tailles en principe, bien qu'elle ait été peu adoptée pour l'acier.
Le sable vert a été coulé jusqu'à 7 000 lb, bien au-dessus des 500 lb qui sont routiniers, et le no-bake dépasse ce qu'un châssis peut contenir par moulage en fosse.
La quantité décide de la quantité de modèle que le travail peut justifier. Le sable vert et le no-bake prennent un modèle en bois ou en plastique qu'une courte série peut absorber, tandis que le moulage en carapace nécessite un modèle métallique chauffé qui ne s'amortit que sur des commandes répétées, et un procédé à modèle perdu nécessite une matrice avant que le premier modèle en cire ou en mousse n'existe.
La précision à l'état brut place les procédés à sable dans l'ordre carapace, no-bake, sable vert, avec moulage à cire perdue au-dessus des trois et au plus près de la forme nette. La mise en garde que la SFSA publie avec cet ordre lui appartient : la différence entre les procédés de moulage est plus petite que la différence entre deux fonderies utilisant le même. L'écart qui tient à la taille est que au-dessus de 200 lb, le no-bake coule plus serré que le sable vert.
La géométrie est le dernier filtre. Les contre-dépouilles et les surfaces qui ne peuvent pas porter de dépouille poussent la pièce vers un modèle perdu, et une cavité qui nécessite des noyaux grands ou élancés la pousse vers le no-bake. Une pièce ferreuse ne rencontre le côté moule permanent que dans des cas spéciaux, tels que la coulée centrifuge pour tuyaux, chemises et anneaux.