PERDU-MOULAGE D'INVESTISSEMENT EN CIRE
Le moulage spécialisé fait référence à une famille de méthodes de moulage qui diffèrent considérablement du moulage au sable en termes de matériaux de moulage, de remplissage du moule et de solidification. Aujourd'hui, plus de 20 procédés de coulée spécialisés sont utilisés, les plus courants étant le moulage de précision, le moulage à mousse perdue, le moulage en moule permanent, le moulage sous pression, le moulage à basse-pression, le moulage centrifuge, le moulage à contre--pression et le moulage continu. En tant que technologie de formage quasiment-net-, le moulage spécialisé continue d'évoluer vers une plus grande précision, des sections de paroi plus fines, un poids plus léger et une efficacité énergétique améliorée, et a trouvé des applications de plus en plus répandues dans tous les secteurs.
Moulage d'investissement – Principes
Le moulage de précision consiste à créer un motif à partir d'un matériau consommable, à le recouvrir de plusieurs couches de matériau réfractaire et, une fois le revêtement durci et séché, à faire fondre le motif pour créer une coque en céramique. La coque est ensuite cuite à haute température avant de couler le métal en fusion pour produire la pièce moulée. Étant donné que les premiers modèles utilisés dans ce processus étaient fabriqués à partir de cire, on l'appelle également moulage à la cire ou moulage à la cire perdue-.
Les principales étapes du processus comprennent : la conception et la fabrication de matrices, la production de modèles en cire, l'application de pâte et de stuc pour construire la coque, le durcissement et le séchage de la coque, le décirage, la cuisson de la coque, la fusion et le coulage du métal, la solidification et le refroidissement, et enfin le retrait, le nettoyage et la finition de la coque. Essentiellement, le moulage de précision est similaire au moulage au sable dans la mesure où le métal en fusion remplit généralement le moule et se solidifie par gravité. La principale différence réside dans les matériaux du moule et la méthode de fabrication du moule.
Le moulage à modèle perdu utilise un modèle en cire fusible (communément appelé "modèle en cire") et une coque en céramique-d'une seule pièce sans ligne de séparation, offrant les avantages suivants :
Moulage d'investissement – Principales caractéristiques
Haute précision et qualité de surface – Grâce au moule de précision et à l'absence de lignes de joint, les pièces moulées de précision atteignent des tolérances dimensionnelles de CT4 à CT7 et des valeurs de rugosité de surface (Ra) aussi basses que 1,6 à 12,5 μm.
Géométrie complexe et parois minces – Avec un outillage et un équipement relativement simples, le moulage de précision peut produire des formes très complexes et des pièces moulées-à parois minces avec des épaisseurs de paroi minimales aussi faibles que 0,3 mm et des diamètres de trou de coulée minimum de 0,5 mm.
Flexibilité des matériaux et des lots – Le moulage de précision est compatible avec une large gamme d’alliages et n’est pas limité par la taille du lot de production. Il est particulièrement adapté au moulage d'alliages à point de fusion-élevé-et de matériaux difficiles-à-usiner.
Compromis – Le processus implique plusieurs étapes, de longs cycles de production et des matières premières relativement coûteuses, ce qui entraîne des coûts de moulage plus élevés. Les pièces moulées sont généralement limitées à de petites pièces allant de quelques dizaines de grammes à plusieurs kilogrammes, ne dépassant généralement pas 25 kg.
Le moulage de précision est l’une des méthodes clés pour obtenir un usinage minimal ou nul. Il est particulièrement adapté à la production de pièces moulées de précision avec des géométries complexes, des alliages à -point de fusion-élevé, des matériaux difficiles-à-usiner et des exigences de performances exigeantes. Aujourd'hui, le moulage à modèle perdu est largement utilisé dans la production de composants pour turbines à vapeur, d'aubes de turbine à gaz, d'outils de coupe, de pièces d'instrumentation, de composants d'automobiles et de tracteurs et de pièces de machines-outils.
Moulage d’investissement –PrincipalProcessus
Le processus de moulage de précision comprend principalement les étapes suivantes :
Fabrication de moules métalliques
Dans le processus de moulage à modèle perdu, le modèle en cire et le moule en coquille doivent être détruits. Chaque moulage nécessite un nouveau modèle en cire, donc soit des modèles en cire imprimés en 3D-, soit des moules pour produire des modèles en cire sont nécessaires. Lors de la fabrication du moule, les taux de retrait doivent être soigneusement calculés et pris en compte, car ces retraits se produisent au cours des différentes étapes de production du modèle en cire, du moulage de la coque et de la solidification après-coulée.
Production de modèles en cire
De la cire chaude est injectée dans le moule métallique, laissée refroidir et se solidifier, puis le moule métallique est retiré pour obtenir le motif en cire. Pour les structures complexes de cavités internes, des noyaux en céramique sont utilisés pour former des éléments fonctionnels internes. Ce processus de production est similaire au moulage sous pression, mais le moulage sous pression utilise du métal en fusion, tandis que le processus de moulage à la cire perdue-utilise de la cire liquide.
Assemblage du motif en cire (assemblage de l'arbre)
Plusieurs modèles de cire sont soudés ou assemblés sur une grappe de cire (une barre de cire) pour former un groupe de modèles de cire, créant ainsi un système de déclenchement. Ce système comprend une coupelle verseuse (l'entrée par laquelle le métal en fusion est introduit dans le système d'entrée).
Fabrication de moules en coquille
L'arbre à motifs en cire est plongé dans une suspension à base de silice-. Ce processus de trempage est répété plusieurs fois, différents matériaux réfractaires étant appliqués avant chaque trempage, et chaque couche peut sécher et durcir. Les revêtements séchés forment une coque en céramique autour du motif en cire et du système de déclenchement. La coque en céramique est ensuite chauffée jusqu'à ce que la cire fonde et s'écoule, laissant une cavité creuse à l'intérieur-cela termine la production du moule en coque.
Décirage
Une fois le moule en coquille complètement durci, l’ensemble du motif en cire doit être fondu hors de la coquille. Cette étape est appelée décirage. Il existe différentes méthodes de déparaffinage en fonction de la méthode de chauffage utilisée, les plus courantes étant la méthode à l'eau chaude et la méthode à la vapeur à haute-pression. Remarques importantes : lors de l'utilisation de la méthode de décirage à l'eau chaude, l'ouverture de décirage doit être tournée vers le haut afin que la cire fondue puisse flotter en douceur, et la température de l'eau doit être aussi élevée que possible mais pas bouillante. Lorsque vous utilisez la méthode de déparaffinage à la vapeur à haute-pression, l'ouverture de déparaffinage doit être tournée vers le bas pour permettre à la cire fondue de s'écouler correctement.
Cuisson des moules en coquille (préchauffage)
Les moules carapaces décirés sont cuits au four. La température du four est progressivement augmentée jusqu'à 800-1 000 degrés. Généralement, les moules en coquille fabriqués avec de l'hydrolysat de silicate d'éthyle nécessitent des températures de cuisson plus élevées, tandis que ceux fabriqués avec du silicate de sodium nécessitent des températures de cuisson plus basses. Après avoir été maintenus à la température cible pendant un certain temps, les moules en forme de coquille sont retirés et prêts à être coulés. Pendant la cuisson, la cire résiduelle, les impuretés et certains NaCl (provenant des coques à base de silicate de sodium-) sont brûlés ; l'eau adsorbée et l'eau cristalline dans la coquille sont complètement évacuées ; et le gel de silice se décompose ensuite en SiO₂. Grâce à la cuisson, le moule en coquille acquiert une résistance accrue et une cavité interne plus propre.
Coulée (coulée)
Les éléments d'alliage sont proportionnés en fonction de la qualité du matériau spécifique pour chaque lot de four. Lorsque l’acier fondu atteint la température de coulée, il peut être coulé. L'acier fondu est versé dans le moule en coquille lorsqu'il est chaud, s'écoulant à travers le gobelet verseur et le système d'entrée dans chaque cavité de l'arbre. Le moule en coque préchauffé permet au métal en fusion de s'écouler plus facilement à travers des sections à parois minces ou élancées. Une fois le métal refroidi et solidifié, des pièces moulées de haute-précision sont obtenues.
Enlèvement et nettoyage des coques
Après la coulée, une fois que le moule en carapace et les pièces moulées sont complètement solidifiés et refroidis, un équipement de vibration est utilisé pour séparer le moule en carapace des pièces moulées. Après le retrait initial du sable, un grenaillage est effectué pour éliminer la majeure partie du sable adhéré à la surface des ébauches de coulée. Les pièces moulées individuelles peuvent ensuite être séparées du système de portes grâce à diverses méthodes de découpe.
Meulage et finition des portes
Les talons de grille restants sur les ébauches de coulée sont éliminés principalement par meulage avec des meules ou par usinage. Cette étape comprend à la fois le meulage grossier et le meulage fin, et il faut veiller à ne pas endommager le corps de la pièce pendant le meulage. Les opérations de finition ultérieures traitent principalement les défauts de surface pouvant être présents sur les pièces moulées, tels que les trous de sable, les inclusions de scories, les bavures, les saillies et les déformations. Les principales méthodes comprennent le meulage, la réparation par soudage, le redressage et le grenaillage. Après avoir passé l'inspection visuelle, les pièces moulées sont transférées vers la chaîne de production de traitement thermique pour divers processus de traitement thermique.
Notre gamme d'alliages
Simons Technology propose une grande variété d'alliages, notamment l'acier inoxydable, l'acier au carbone, l'acier faiblement-allié, l'acier moyennement-allié, l'acier à haute-manganèse, les alliages à base de nickel-, les alliages à base de cobalt-, les alliages non-ferreux, et bien plus encore. Veuillez vous référer à l'annexe pour la liste complète.
Capacités de poids et de taille
- Poids unitaire : 0,001 kg – 622 kg
- Dimensions maximales : Ø710 mm × 300 mm
-Longueur maximale d'un seul-axe : 1 200 mm
Haute précision dimensionnelle
Les pièces moulées de Simons Technology répondent aux normes VDG P690 D1-2 ou ISO 8062 DCTG4-6. Voir l'annexe pour les classes de tolérance détaillées.
Prototypage rapide
Simons Technology est équipé de machines de prototypage rapide par laser de frittage de poudre et de systèmes de prototypage rapide-à photopolymérisation, permettant un prototypage rapide et une production en petits lots-.
Coulée sous vide
Grâce à ses-fours de fusion à induction sous vide internes, Simons Technology produit des pièces moulées en alliages à base de cobalt-et de nickel-dans des poids unitaires allant de 0,001 kg à 25 kg.
Capacités de géométrie complexe
Un logiciel avancé de simulation de coulée est utilisé tout au long de la conception des processus de Simons Technology. Pour les pièces aux structures complexes, nous utilisons des techniques spécialisées telles que les noyaux solubles, les noyaux en céramique, les noyaux de sel et le C-1 Core Mix.
Capacités supplémentaires
- Machines automatiques d'injection de cire avec systèmes de contrôle de groupe centralisés
- Robots de fabrication de coques-automatiques et salles de séchage avec contrôle automatisé de la température et de l'humidité
- Technologie de séchage-rapide pour raccourcir les cycles de séchage des coques
- Autoclaves de déparaffinage avancés avec fonction de déshydratation de la cire
- Système de traitement automatique de la cire sûr et respectueux de l'environnement
- Système informatisé-auto-développé pour un ajustement précis de la composition de l'alliage
- Bras robotisés pour le versement et le démoulage en poche (adaptés aux grandes pièces)
- Équipements de traitement thermique avancés, notamment des fours à atmosphère entièrement automatisés et des fours de mise en solution à haute température-
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