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La coulée est un moyen simple, peu coûteux et polyvalent de former de l’aluminium dans une large gamme de produits. Des articles tels que les transmissions de puissance et les moteurs de voiture et le capuchon au sommet du monument de Washington ont tous été produits par le procédé de coulée d’aluminium. La plupart des pièces moulées, en particulier les gros produits en aluminium, sont généralement fabriquées dans des moules en sable.
Faits à emporter
- La coulée doit comprendre une conception d’enlèvement de pièces
Les moules de coulée doivent être conçus pour s’adapter à chaque étape du processus. Pour l’enlèvement des pièces, une légère conicité (appelée ébauche) doit être utilisée sur les surfaces perpendiculaires à la ligne de séparation afin que le motif puisse être retiré du moule. - Pièces moulées avec des cavités
Pour produire des cavités à l’intérieur des pièces moulées (comme pour les blocs-moteurs et les culasses utilisées dans les voitures), des formes négatives sont utilisées pour fabriquer des noyaux. Les moulages de cette nature sont généralement produits dans des moules en sable. Les noyaux sont insérés dans la boîte de coulée après le retrait du motif. - Coulée pour un poids et une résistance légers
Les propriétés de légèreté et de résistance de l’aluminium apportent des avantages fondamentaux lorsqu’elles sont coulées en pièces. Une application courante de l’aluminium moulé sous pression est les enceintes à paroi mince avec des nervures et des bossages à l’intérieur pour maximiser la résistance. - Moulage au début de l’histoire de l’aluminium
Les premiers produits commerciaux en aluminium étaient des pièces moulées telles que des pièces décoratives et des ustensiles de cuisine. Bien que fabriqués selon un processus séculaire, ces produits étaient considérés comme nouveaux et uniques.
Coulée d’aluminium 101
Le processus de coulée d’aluminium
La coulée est la méthode originale et la plus largement utilisée pour former de l’aluminium en produits. Des progrès techniques ont été réalisés, mais le principe reste le même : de l’aluminium fondu est versé dans un moule pour dupliquer un motif souhaité. Les trois méthodes les plus importantes sont le moulage sous pression, le moulage par moule permanent et le moulage au sable.
Moulage sous pression
Le processus de moulage sous pression force l’aluminium fondu dans une matrice en acier (moule) sous pression. Cette technique de fabrication est normalement utilisée pour la production à grand volume. Des pièces en aluminium formées avec précision nécessitant un minimum d’usinage et de finition peuvent être produites grâce à cette méthode de coulée.
Moulage par moule permanent
Le moulage par moule permanent implique des moules et des noyaux en acier ou en autre métal. L’aluminium fondu est généralement versé dans le moule, bien qu’un vide soit parfois appliqué. Les pièces moulées permanentes peuvent être rendues plus solides que les pièces moulées en matrice ou en sable. Des techniques de moulage par moulage semi-permanent sont utilisées lorsque des noyaux permanents seraient impossibles à retirer de la pièce finie.
Moulage au sable
La méthode la plus polyvalente pour produire des produits en aluminium est le moulage au sable. Le processus commence par un motif qui est une réplique du moulage fini. Pratiquement n’importe quel motif peut être pressé dans un mélange de sable fin pour former le moule dans lequel l’aluminium est versé. Le motif est légèrement plus grand que la pièce à fabriquer, pour permettre le retrait de l’aluminium lors de la solidification et du refroidissement. Par rapport au moulage sous matrice et au moulage permanent, le moulage au sable est un processus lent mais généralement plus économique pour de petites quantités, des conceptions complexes ou lorsqu’une très grande coulée est requise.
Applications de coulée
Utilisation généralisée dans l’industrie automobile et les maisons
L’industrie automobile est le plus grand marché pour la coulée d’aluminium. Les produits coulés représentent plus de la moitié de l’aluminium utilisé dans les voitures. Les boîtiers de transmission et les pistons en fonte d’aluminium sont couramment utilisés dans les voitures et les camions depuis le début des années 1900. Des pièces de petits appareils électroménagers, d’outils à main, de tondeuses à gazon et d’autres machines sont produites à partir de milliers de formes de moulage d’aluminium uniques. Le produit de coulée le plus souvent utilisé par les consommateurs est la batterie de cuisine, le premier produit en aluminium mis à disposition pour un usage quotidien.