La fonderie sous pression 4.0 pour les pièces de structure

Le 23 novembre 2017 a eu lieu à Bilbao, le Forum international, organisé par Tecnalia, « 4.0 HPDC Structural parts International Forum » dont le but était de réunir les fondeurs et les différents acteurs dans le domaine de la fonderie (Constructeurs de machine, aciéristes, moulistes, éditeurs de logiciel de simulation, …) afin d’échanger sur les différentes améliorations concernant les pièces de structures en fonderie sous pression. 

Les équipes de CTIF étaient présentes à ce forum auquel participaient 2a, ALROTEC, Baraldi, BUHLER, Chem Trend, COPROMEC, COSTAMP, Electronics GmbH, Esi ProCast, FLOW-3D CAST, FONDAREX, GHI, IDRA, inytiAlgo, KIND & CO, KROWN, MAGMA, MARBO, MONDRAGON UNIBERTSITATEA, SARIKI, URIBESALGO, TECNALIA.

Les conférences présentées étaient axées sur ces thématiques :

• Evolution du moulage sous pression pour le développement des pièces de structure,
• Les pièces automobiles de structure ;
• Nouveaux matériaux, systèmes de coulée, de sous vide et moules pour les pièces de structure ;
• Les agents de poteyage et la thermo-régulation ;
• Les contrôles non-destructifs.

Les constructeurs de machines de coulée sous pression

Les pièces de structure qui ont des surfaces projetées de plus en plus importantes nécessitent des temps de remplissage de plus en plus courts, elles subissent des contraintes mécaniques importantes. Les fabricants ont donc développé des presses à injecter répondant aux besoins des industriels pour la production de ce nouveau type de pièce qui est en forte croissance (10 à 15 % par an). Ils proposent pour cela des puissances machines au-delà de 4 000 tonnes avec des vitesses d’injection jusqu’à 10 m/s. 
Le sous vide, indispensable à la production de ces pièces est intégré aux presses avec la possibilité de piloter jusqu’à 4 valves séparément (Bühler).

Pièces de structure 

Les éditeurs de logiciel

Les pièces de structures moulées sont complexes et les temps de développement sont de plus en plus courts. Les différentes exigences comme bien sûr la santé matière, la déformation au moulage et le traitement thermique doivent être prises en compte.

La simulation numérique permet de connaître :

• Le comportement de l’alliage pendant le remplissage et d’éviter les défauts ;
• La thermique du moules afin d’optimiser la régulation ;
• L’action du vide, indispensable pour la santé matière ;
• L’action du poteyage.

La simulation numérique d’anticiper les différentes contraintes subies par les pièces lors:

• Du moulage ;
• De l’éjection ;
• Du traitement thermique.

Les agents démoulant (Poteyage)

Le poteyage est fréquemment utilisé, en fonderie conventionnelle, pour assurer le refroidissement du moule en plus de son rôle principal qui est l’aide au démoulage et la protection des empreintes, provoquant des chocs thermiques qui conduisent à un vieillissement prématuré des celles-ci. Il est souvent à l’origine des défauts type « soufflures ». Il a donc été nécessaire de développer un nouveau type de poteyage qui puisse assurer la protection des empreintes, faciliter le démoulage et laisser l’évacuation des calories des empreintes au système de régulation du moule. 
Chem Trend, depuis plusieurs années et en collaboration avec des acteurs importants de la fonderie sous pression, comme Bühler ou MaGma, a développé un poteyage qui évite les chocs thermiques liés au poteyage, permettant une durée de vie accrue du moule, des temps de cycles plus courts et une forte réduction des coûts de recyclage.

La conception des moules

L’un des points les plus importants dans le moulage sous pression est la thermique des moules. Les chocs thermiques sont la cause principale du vieillissement des empreintes. Les produits actuels sont utilisés à des dilutions dans l’eau de 0,8 à 2 %. Très efficaces pour évacuer les calories des empreintes, ils sont souvent à l’origine de certains défauts comme les soufflures dus à l’humidité restante dans le moule ou au bouchage des tirées d’air. Pour toutes ces raisons, il est nécessaire de pouvoir évacuer les calories des empreintes par une régulation du moule plus efficace.
L’une des solutions est de morceler les empreintes en plusieurs parties. Cela permet d’une part de pouvoir créer des circuits plus complexes et plus efficaces et de diminuer les contraintes exercées dans l’empreinte si elle avait été monobloc. 

Source : Costamp

L’utilisation du Conformal Cooling par Fabrication Additive permet la réalisation de circuits de refroidissement très complexes.

L’utilisation du Jet Cooling permet dans le cas de broches même fines de pouvoir les refroidir.

Contact : José Ruiz