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Dec 22,2025
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Dans la fabrication moderne, il existe un procédé de formage métallique très efficace et précis qui permet de transformer un métal en fusion en pièces complexes et dimensionnellement exactes en quelques secondes seulement — ce procédé est le fonderie Sous Pression . Des blocs-moteurs automobiles aux boîtiers d'ordinateurs portables, en passant par les composants d'appareils électroménagers et les pièces d'instruments de précision, le moulage sous pression joue un rôle essentiel dans de nombreux secteurs industriels.
Comment fonctionne le moulage sous pression ? En quoi se distingue-t-il des autres méthodes de fonderie ? Quels sont ses avantages et ses limites ? Cet article offre un aperçu clair et professionnel de la technologie du moulage sous pression, vous aidant à comprendre pourquoi elle est devenue un pilier de la fabrication moderne de pièces métalliques.
Fonderie Sous Pression , également connu sous le nom de moulage sous pression , est un procédé de fonderie de précision dans lequel du métal en fusion ou semi-fluide est injecté dans un moule métallique (matrice) à grande vitesse et haute pression , où il se solidifie rapidement pour former une pièce finie.
Les caractéristiques les plus distinctives du moulage sous pression sont haute Pression et vitesse d'injection élevée . La pression d'injection peut varier de plusieurs mégapascals (MPa) à des centaines de MPa, tandis que les vitesses de remplissage métallique vont généralement de 0,5 à 120 m/s . Le processus complet de remplissage ne dure généralement que 0,01 à 0,03 seconde .
Ces conditions extrêmes du procédé distinguent clairement le moulage sous pression des autres méthodes de fonderie et constituent la base de sa précision dimensionnelle élevée et de sa qualité de surface.
Les pièces moulées sous pression atteignent généralement des tolérances dimensionnelles de IT11 –IT13 , avec une faible rugosité de surface. Les pièces nécessitent souvent peu ou pas d'usinage secondaire et peuvent être assemblées directement, assurant une excellente interchangeabilité.
Grâce à la production en forme quasi-définitive, le taux d'utilisation du matériau atteint généralement 60–80%, tandis que l'utilisation à vide peut dépasser 90%, tandis que le rendement des bruts peut dépasser
La fonderie sous pression est idéale pour la fabrication de composants aux géométries complexes, aux contours nets et aux parois minces. L'épaisseur minimale de paroi peut être aussi faible que 0,3 mm pour les alliages de zinc et 0,5 mm pour les alliages d'aluminium .
Des inserts métalliques ou non métalliques (tels que des inserts filetés) peuvent être intégrés directement dans la pièce lors de la coulée, ce qui simplifie la conception du produit et réduit les étapes d'assemblage.
La solidification rapide sous pression produit une structure à grains fins et une haute densité, ce qui améliore la résistance, la dureté, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion.
Les cycles de fonderie sous pression sont très courts et bien adaptés à l'automatisation, ce qui rend le procédé idéal pour la production en grand volume. Par exemple, une petite machine de fonderie sous pression à chambre chaude peut effectuer 3,000–7 000 cycles par poste .
En raison de la vitesse de remplissage extrêmement élevée, l'air présent dans la cavité du moule peut ne pas être entièrement évacué, ce qui entraîne une porosité interne. Par conséquent, les pièces obtenues par coulage sous pression conventionnel ne conviennent généralement pas au traitement thermique ou à un service à haute température.
Les moules et machines de coulage sous pression nécessitent un investissement initial important, ce qui rend le procédé moins économique pour les productions de faible volume.
La taille maximale de la pièce est limitée par la force de serrage de la machine et les dimensions du moule, ce qui restreint la faisabilité de composants très grands.
En raison de la résistance à la température du matériau du moule, le coulage sous pression est principalement utilisé pour alliages non ferreux , tels que les alliages d'aluminium, de zinc, de magnésium et de cuivre. Le coulage sous pression de métaux ferreux se trouve encore largement en phase de recherche et expérimentation.
Un processus typique de production par coulage sous pression comprend les étapes suivantes :
1. Préchauffage de la matrice - Chauffer la matrice à sa température de fonctionnement
2. Lubrification de la matrice - - Pulvériser des agents de démoulage et de lubrification dans la cavité de la matrice
3. Fermeture de la matrice - - Serrer les moitiés mobile et fixe de la matrice
4. Versement du métal - - Introduire le métal en fusion dans la chambre de coulée
5. Injection et solidification - - Injecter le métal dans la cavité à haute vitesse et sous pression, puis le solidifier sous pression
6. Ouverture du moule et éjection - Ouverture du moule et éjection de la pièce coulée
7. Ébarbage et inspection - Retrait des canaux d'injection et des régions excédentaires, suivi d'un contrôle qualité
Les machines de moulage sous pression sont l'équipement central du procédé et sont généralement divisées en deux grandes catégories :
Principe de fonctionnement
La chambre d'injection est intégrée au four de maintien et immergée directement dans le métal fondu.
Caractéristiques
Applications Typiques
Principalement utilisé pour alliages à bas point de fusion tels que les alliages de zinc, d'étain et de plomb.
Dans les machines à chambre froide, la chambre de coulée est séparée du four de fusion, et le métal fondu est versé dans la chambre pour chaque injection.
Machines de moulage sous pression à chambre froide horizontales
Machines de moulage sous pression à chambre froide verticales
Machines de moulage sous pression entièrement verticales
Le moulage sous pression est apparu au début du XIXe siècle dans l'industrie de l'imprimerie pour la production de caractères en plomb. Après plus d'un siècle de développement, plusieurs tendances claires se sont dégagées :
Les machines modernes de moulage sous pression sont de plus en plus volumineuses, conçues pour la production en série et contrôlées par ordinateur, permettant une surveillance en temps réel et une production automatisée.
Pour résoudre les problèmes de porosité, des technologies telles que moulage sous vide , le moulage sous pression assisté par oxygène , et le moulage par compression ont été développées, améliorant considérablement la densité du moulage et permettant le traitement thermique.
Le moulage semi-solide utilise une pâte métallique à l'état semi-solide, réduisant l'entraînement de gaz et le retrait tout en améliorant les propriétés mécaniques. Il est largement considéré comme une technologie de formage métallique de nouvelle génération.
Grâce aux progrès réalisés dans les matériaux pour moules (tels que les alliages à base de molybdène et de tungstène), des avancées ont été accomplies dans le moulage sous pression de métaux ferreux, notamment la fonte et l'acier.
La fonderie sous pression a évolué à partir de composants simples vers des pièces hautes performances utilisées dans les composants structurels automobiles et les applications aérospatiales.
La fonderie sous pression est l'un des procédés de formage métallique de précision dont la croissance est la plus rapide et elle est largement utilisée dans divers secteurs industriels :
Les industries automobile et motocycliste représentent environ 70–80%de la production totale de fonderie sous pression. D'autres secteurs clés incluent les instruments de mesure, l'équipement industriel, les appareils électroménagers, le matériel agricole, les télécommunications et les transports.
Les pièces moulées sous pression vont de petits composants pesant seulement quelques grammes à de grandes pièces en aluminium pouvant peser jusqu'à 50 kg , y compris les blocs-moteurs, les culasses, les carter, les supports, les roues et les pièces décoratives.
Parmi les alliages non ferreux utilisés en fonderie sous pression :
En tant que technologie avancée de mise en forme des métaux combinant haute pression, haute vitesse et haute précision , la fonderie sous pression est devenue un pilier indispensable de la fabrication moderne, notamment dans l'industrie automobile. Ses avantages en termes d'efficacité, de précision et d'intégration de pièces complexes jouent un rôle crucial dans la conception légère, la réduction des coûts et l'amélioration des performances des produits.
Bien que des défis tels que la porosité et les coûts élevés des outillages persistent, les progrès constants dans la fonderie sous vide, le formage semi-solide, les matériaux pour moules et la technologie des machines ouvrent de nouvelles perspectives. À l'avenir, avec la montée continue des exigences en matière de performances, de légèreté et d'efficacité de production, la fonderie sous pression jouera un rôle de plus en plus essentiel dans les applications de fabrication avancée et haut de gamme.
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