La société moderne dépend fortement de l'industrie électrique, qui constitue l'un de ses éléments essentiels. La croissance de l'industrie, tant dans les systèmes d'alimentation industriels que dans l'électronique grand public, dépend de la performance, de la précision et de l'innovation. La transformation généralisée de la fabrication des composants implique le moulage sous pression de l'aluminium comme technique principale.Le moulage sous pression de l'aluminium est à la fois une technique de fabrication et un facteur technologique qui permet aux applications électriques de recevoir des composants légers tout en conservant les performances thermiques de l'électricité, ainsi que la résistance à la corrosion et une durabilité accrue.
L'article analyse en profondeur le moulage sous pression de l'aluminium pour comprendre comment il aide les industries électriques en examinant son processus de mise en œuvre et ses méthodes de solution, ainsi que les domaines d'application et les normes techniques.
Qu'est-ce que le moulage sous pression de l'aluminium ?
L'opération de moulage des métaux connue sous le nom de moulage sous pression consiste à injecter du métal en fusion dans les cavités du moule par une forte pression. Les moules de production, appelés matrices, sont généralement fabriqués en acier à outils trempé pour faciliter la fabrication précise de pièces complexes grâce à une préparation en grande quantité.
Les métaux préférés pour les applications de moulage sous pression de l'aluminium sont l'alliage d'aluminium 380 (A380) ainsi que l'alliage d'aluminium 383 (A383) ou l'alliage d'aluminium 413, car ils présentent une excellente fluidité ainsi que des propriétés exceptionnelles de résistance à la corrosion.
Pression d'injection : 1 500-25 000 psi (103-1 724 bar)
Temps de remplissage : Moins de 0,1-0,2 seconde
Température de coulée (aluminium) : 660°C (1 220°F)
Tolérances réalisables : ±0,001″ par pouce (±0,025 mm par 25,4 mm)
L'injection rapide combinée à un système de refroidissement rapide permet d'obtenir des composants d'une précision dimensionnelle supérieure, ainsi que des finitions de premier ordre qui conviennent parfaitement aux applications électriques.
Pourquoi utiliser l'aluminium dans les applications électriques ?
Propriétés de l'aluminium adaptées à l'industrie électrique :
| Propriété | Valeur |
| Densité | 2,7 g/cm³ (léger) |
| Conductivité thermique | 205 W/m-K (excellente dissipation de la chaleur) |
| Conductivité électrique | 35-38 MS/m (62% de cuivre) |
| Résistance à la corrosion | Forme naturellement une couche d'oxyde |
| Résistance à la traction (alliage A380) | Jusqu'à 345 MPa |
| Limite d'élasticité | 160-170 MPa |
| Point de fusion | 660,3°C (1220,5°F) |
| Recyclabilité | 100% sans perte de propriété |
Processus de moulage sous pression de l'aluminium : Étape par étape
Aluminium moulé sous pression sont des pièces très efficaces et polyvalentes qui sont fabriquées à l'aide du processus de moulage sous pression de l'aluminium en coulant de l'aluminium en fusion dans un moule. Dans ce processus, l'aluminium en fusion est injecté dans un moule en acier sous haute pression afin que les entreprises puissent fabriquer des composants durables et de haute qualité. Voici une description détaillée du processus de moulage sous pression de l'aluminium.
1. Conception et fabrication
La matrice est la première chose conçue et fabriquée dans le processus de moulage sous pression. La matrice est fabriquée en acier à outils de bonne qualité et se compose de deux moitiés, le noyau (avec la cavité) et l'éjecteur (pour empêcher l'éjection de la pièce après le moulage). La conception de la matrice est telle que l'aluminium en fusion peut être versé uniformément dans la cavité pour obtenir la forme souhaitée à l'état fondu.
Coût de l'outillage : Le coût de la création d'une matrice peut aller de $10 000 à $100 000 ou plus si la pièce ne peut pas être fabriquée à partir d'une pièce emboutie.
Matériaux utilisés : Les grades H13 ou P20 sont utilisés parce qu'ils présentent une excellente résistance à la chaleur et à l'usure.
2. Fusion de l'aluminium
L'alliage d'aluminium est ensuite fondu. Dans le four, l'aluminium est chauffé à des températures d'environ 660°C-700°C (1220°F-1292°F). Le point de fusion de l'aluminium est tel qu'il devient liquide et peut donc être moulé facilement dans la cavité de la matrice.
Alliages d'aluminium : L'A380, l'A383 et l'A413 sont des alliages courants en raison de leur fluidité et de leur résistance.
Temps de fusion : Le temps de fusion est d'environ 20 à 30 minutes, selon le type de four utilisé et l'alliage de l'alliage.
3. Injection de l'aluminium en fusion dans la filière
L'aluminium est ensuite fondu, puis transféré dans une machine de moulage sous pression à chambre froide ou chaude, selon le procédé. Dans le procédé à chambre froide, l'aluminium en fusion est introduit à la louche dans la chambre et injecté dans la matrice sous haute pression (de 1 500 psi à 25 000 psi).
Pression d'injection : 1 500-25 000 psi (103-1 724 bar)
Temps de cycle : L'étape d'injection se déroule en 0,1-0,2 secondes, ce qui garantit la productivité.
4. Refroidissement et solidification
Une fois que l'aluminium a été inséré dans la matrice, il commence à refroidir et à geler presque instantanément. Cette période est très importante car la vitesse de refroidissement affecte la solidité de la coulée et la qualité de la finition de la surface. Le temps de refroidissement peut varier de 5 à 30 secondes en fonction de l'épaisseur de la pièce et de sa complexité.
Taux de refroidissement : On constate ici qu'en cas de refroidissement plus rapide, la résistance et l'état de surface de la pièce sont meilleurs.
Temps de solidification : On notera également que lorsque l'épaisseur de la section est plus importante, la solidification peut prendre beaucoup plus de temps que lorsque l'épaisseur de la section est plus faible.
5. Ejection et rognage
Une fois que la pièce s'est refroidie et est devenue rigide, elle est expulsée de la matrice. Pour ce faire, le système d'éjection force la pièce à sortir de la matrice. Enfin, tout matériau excédentaire, y compris les portes, les patins et la bavure, est éliminé.
Force d'éjection : On estime que ce processus utilise une force de 1000 à 5000 livres, en fonction de la pièce à fabriquer.
Processus d'élagage : Des outils de coupe ou toute autre opération d'usinage sont utilisés pour éliminer les flammes ainsi que d'autres matériaux supplémentaires.
6. Post-traitement
La dernière opération nécessaire est la finition, qui peut comprendre l'usinage, le traitement de surface, qui est une finition de surface technique telle que l'anodisation, le revêtement par poudre ou par peinture humide et le contrôle de la qualité de la pièce moulée spécifique.
Usinage : Certaines pièces peuvent être soumises à une tolérance spécifique, ce qui peut être réalisé par l'utilisation de l'usinage CNC.
Finition de la surface : L'anodisation est connue pour renforcer la résistance à la corrosion, d'une part, tandis que le revêtement par poudre donne une surface polie et résistante, d'autre part.
Alliages utilisés dans le moulage sous pression de l'aluminium
L'alliage d'aluminium et l'alliage de zinc sont des matériaux de moulage sous pression courants, car ils déterminent les performances, la résistance et la durée de vie des produits électroniques. Voici quelques-uns des matériaux utilisés dans l'industrie électronique, avec leur valeur :
1. Alliages d'aluminium (par exemple, A380, A383, A413)
Conductivité thermique : 205 W/m-K - Excellent pour la dissipation de la chaleur dans les composants tels que les dissipateurs thermiques et les blocs d'alimentation.
Conductivité électrique : 35-38 MS/m - Suffisant pour de nombreuses pièces électroniques, en particulier dans les connecteurs et les boîtiers.
Résistance à la traction : 345 MPa (A380) - Une contrainte mécanique enregistrée permet de s'assurer que les pièces utilisées sont suffisamment résistantes pour supporter la pression mécanique.
Densité : 2,7 g/cm³ - Léger, idéal pour les appareils portables.
Applications : Système de refroidissement électronique, boîtier, convertisseurs et armoires de distribution.
2. Alliages de zinc (par exemple, Zamak 3, Zamak 5)
Conductivité thermique : 116 W/m-K - Convient à l'électronique à chaleur faible à moyenne.
Conductivité électrique : Elle est inférieure à celle de l'aluminium, mais elle est généralement de l'ordre de 30% par rapport à la conductivité du cuivre.
Résistance à la traction : 230 MPa (Zamak 3) - Offre une bonne résistance mécanique pour les petites pièces.
Densité : 6,5 g/cm³ - Plus lourd que l'aluminium mais encore relativement léger pour divers boîtiers.
Applications : Parmi les pièces en fonte d'aluminium, on peut citer les boîtiers de téléviseurs, les cadres de téléphones portables, les petits articles électroniques, par exemple les interrupteurs et les supports de montage.
3. Alliages de magnésium
Conductivité thermique : 156 W/m-K - Plus faible que l'aluminium mais suffisant pour l'électronique légère.
Conductivité électrique : Faible - Ne convient pas aux applications à courant élevé, mais convient aux boîtiers légers.
Résistance à la traction : 230 MPa (AZ91D) - Résistance suffisante pour de nombreux composants légers.
Densité : 1,8 g/cm³ - Le plus léger des matériaux moulés sous pression, ce qui permet de réduire son poids total.
Applications : Appareils électroniques portables, ordinateurs portables, téléphones mobiles et composants et sous-ensembles structurels légers.
4. Alliages de cuivre (par exemple, bronze)
Conductivité thermique : 390 W/m-K - Cette valeur est particulièrement utile pour les dispositifs d'alimentation qui doivent libérer de l'énergie thermique en grandes quantités.
Conductivité électrique : 59 MS/m (pour le cuivre) - Conductivité électrique supérieure, idéale pour les composants à courant élevé.
Résistance à la traction : 450 MPa (Bronze) - Haute résistance pour les pièces résistantes aux contraintes.
Densité : 8,9 g/cm³ - Sa densité est plus élevée que celle de l'aluminium, mais il offre une grande résistance et une conductivité électrique élevée.
Applications : Systèmes de distribution d'énergie, connecteurs électriques, appareillage de commutation et barres omnibus.
5. Alliages d'étain sans plomb
Point de fusion : 183°C (pour les alliages d'étain et d'argent) - Cette température est plus adaptée à la soudure.
Conductivité électrique : Faible - Il convient au processus de soudage plutôt qu'au transport de courant.
Résistance à la corrosion : Ce matériau de robinetterie se caractérise par de bonnes performances dans les atmosphères faiblement et moyennement corrosives et par une teneur moyenne en argent.
Applications : La connexion de différents composants sur PCBS, l'assemblage de petits gadgets et de dispositifs électroniques et l'encapsulation de dispositifs microélectroniques sont gratuits.
6. Alliages étain-argent
Point de fusion : 217°C - Convient pour le brasage à haute performance.
Conductivité électrique : Faible - Utilisé pour le soudage des circuits ainsi que pour l'assemblage des composants électroniques.
Stabilité thermique : Élevé - Maintient la stabilité même en cas de contraintes thermiques élevées.
Applications : Applications associées au brasage dans les systèmes électroniques de haute fiabilité, dispositifs électroniques nécessitant une précision extrême en termes de transfert de chaleur.
Tout sur le moulage sous pression de l'aluminium
Le moulage sous pression de l'aluminium offre à l'industrie électrique plusieurs valeurs distinctives qui le rendent particulièrement adapté à cette industrie. Les propriétés physiques, mécaniques et électriques englobées par ces valeurs représentent un large éventail de propriétés physiques, mécaniques, physiques et électriques qui permettent l'utilisation de composants en aluminium moulé sous pression dans des applications critiques. Suivez-nous pour une analyse de chacune d'entre elles.
1. Conductivité thermique : 205 W/m-K
La conductivité thermique est l'une des valeurs les plus importantes lorsqu'il s'agit de moulage sous pression d'aluminium pour des applications électriques. La conductivité thermique mesure la capacité d'un matériau à conduire la chaleur. Dans les composants électriques, en particulier l'électronique de puissance et les moteurs, il est essentiel de dissiper efficacement la chaleur afin d'éviter la surchauffe et de garantir la fiabilité du fonctionnement.
Conductivité thermique de l'aluminium : Il a une valeur significativement plus élevée de 205 W/m-K que les autres métaux utilisés dans le moulage sous pression, tels que l'acier (50 W/m-K) ou le cuivre (390 W/m-K).
Bénéfice : Pour les dissipateurs thermiques, les boîtiers d'onduleurs et autres composants similaires, le moulage sous pression de l'aluminium est idéal.
Application : Par exemple, les dissipateurs de chaleur en aluminium moulé sous pression sont utilisés pour refroidir les pilotes de LED, les transformateurs et les blocs d'alimentation en assurant la gestion thermique, ce qui évitera la dégradation des performances ou la défaillance de l'unité.
2. Conductivité électrique : 35-38 MS/m
Le terme de conductivité électrique indique (comment) la facilité avec laquelle un matériau conducteur d'électricité laisse passer un courant électrique. La conductivité électrique de l'aluminium ne représente que 62 % de celle du cuivre ; cependant, pour la plupart des gens, il s'agit d'une alternative viable lorsque l'on a besoin d'une conductivité élevée, mais qu'il existe des restrictions de coût et de poids.
La conductivité de l'aluminium : Il est excellent pour la plupart des applications à courant faible ou moyen, c'est-à-dire 35-38 MS/m.
Bénéfice : Les pièces moulées sous pression en aluminium sont utilisées pour les connecteurs, les terminaux et les barres omnibus dans les systèmes électriques et nécessitent un conducteur fiable, mais peu coûteux.
Application : L'aluminium est plus léger et plus rentable pour les composants électriques à haute performance, tels que les connecteurs d'énergie solaire, les bornes de batterie ou les unités de distribution d'énergie, et il est moins conducteur, mais plus que le cuivre.
3. La formation naturelle d'une couche d'oxyde (résistance à la corrosion).
La résistance supérieure à la corrosion de l'aluminium est l'un de ses principaux avantages. L'aluminium est naturellement protégé par une couche d'oxyde protectrice qui se forme lorsqu'il est exposé à l'air et qui le protège des facteurs environnementaux tels que l'humidité, le sel et les produits chimiques. Cette propriété naturelle explique pourquoi l'aluminium est un excellent candidat pour les applications extérieures et les appareils soumis aux intempéries.
Bénéfice : En outre, la résistance à la corrosion de l'aluminium est particulièrement importante pour les boîtiers extérieurs, les équipements solaires et les boîtiers électriques soumis à la pluie, à l'humidité et à d'autres conditions corrosives.
Application : En cas de contact permanent avec l'environnement, l'aluminium est utilisé pour couler sous pression des boîtes de jonction et des unités de contrôle extérieures pour l'éclairage public ou les systèmes de gestion du trafic.
4. Densité : 2,7 g/cm³.
La densité d'un matériau influe donc à la fois sur son poids et sur sa résistance, et elle est une mesure de la masse par unité de volume du matériau. L'aluminium, dont la densité est de 2,7 g/cm³, est un métal léger. Son poids représente environ un tiers de celui de l'acier (7,85 g/cm³), ce qui en fait un métal léger.
Bénéfice : L'aluminium étant léger, il réduit le poids des systèmes électriques dans leur ensemble, ce qui signifie que les pièces sont plus faciles à manipuler, à transporter et à installer. Cette caractéristique est particulièrement utile pour les moteurs, les boîtiers de batterie et l'électronique grand public.
Application : Les pièces moulées sous pression en aluminium sont souvent utilisées dans les moteurs de véhicules électriques, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation et les équipements électriques portables pour améliorer l'efficacité et la facilité d'utilisation.
5. Résistance à la traction : 345 MPa (alliage A380)
La résistance à la traction est la capacité d'un matériau à résister à des forces de traction ou d'étirement. La résistance à la traction des pièces moulées sous pression en aluminium, qui peut atteindre 345 MPa, notamment grâce à l'utilisation de l'alliage A380, les rend aptes à de nombreuses applications structurelles et mécaniques dans l'industrie électrique.
Bénéfice : Ces composants en aluminium moulé sous pression ont une résistance suffisante pour couvrir les contraintes mécaniques, tout en restant légers. Dans le cas de pièces telles que les châssis de stator, les carters de moteur ou les couvercles d'extrémité de moteurs électriques, il est important d'avoir à la fois de la résistance et un faible poids.
Application : Ces points forts comprennent les pales de ventilateurs, les boîtiers de moteurs et les pièces de machines optiques, qui peuvent tous bénéficier de la solidité de l'aluminium par rapport à son poids.
6. Limite d'élasticité : 160-170 MPa (alliage A380)
La limite d'élasticité correspond à la tension que le matériau peut supporter avant que la déformation ne soit permanente. La limite d'élasticité de l'alliage A380 pour les pièces moulées sous pression en aluminium se situe généralement entre 160 et 170 MPa. Elle confère à la pièce l'intégrité structurelle appropriée, sans poids excessif, ce qui permet à la pièce de conserver sa forme au fil du temps.
Bénéfice : Les charges mécaniques font que les composants tels que les boîtiers de disjoncteurs, les panneaux de commande et les boîtiers de batteries doivent pouvoir résister à ces charges tout en conservant leur stabilité dimensionnelle. L'aluminium présente donc une limite d'élasticité qui empêche ces pièces de se déformer de manière irréversible.
Application : Pour les équipements de distribution d'énergie dans lesquels les composants doivent supporter des contraintes très élevées, la limite d'élasticité élevée du moulage sous pression de l'aluminium garantit que les composants de ces équipements resteront intacts et fiables.
7. Point de fusion : 660°C (1220°F)
Le point de fusion de l'aluminium est relativement bas par rapport à d'autres métaux comme le cuivre ou l'acier, mais il est de 660°C (1220°F). Cela permet de fondre l'aluminium et de lui donner des formes uniques dans le processus de moulage sous pression.
Bénéfice : Presque aussi bas que le point de fusion des forêts d'aluminium, c'est qu'il peut être coulé et perdu facilement et rapidement. Cela réduit le temps de production, ce qui permet de réduire les coûts et d'améliorer l'efficacité de la fabrication.
Application : Ces coins conviennent à la production de composants de moteurs, de disjoncteurs et de dissipateurs thermiques au design et à la géométrie complexes, tout en maintenant de faibles coûts de production.
8. Recyclabilité : 100% sans perte de propriétés
La recyclabilité de 100% est l'un des plus grands avantages dans le monde de l'aluminium. Lorsqu'il est recyclé, l'aluminium conserve toutes ses propriétés physiques et mécaniques sans dégradation. Il contribue ainsi à un processus de fabrication plus durable.
Bénéfice : Le recyclage de l'aluminium est 95 % plus efficace que la production du nouveau matériau et est donc respectueux de l'environnement pour l'industrie électrique.
Application : L'aluminium recyclé est utilisé dans de nombreux produits électriques tels que les boîtiers de batterie, les boîtiers de moteur et les panneaux solaires afin de contribuer à une économie circulaire.
9. Épaisseur de la paroi : 1,5-4 mm
Le moulage sous pression de l'aluminium permet de fabriquer des pièces présentant des géométries précises et des épaisseurs de paroi allant de 1,5 mm à 4 mm. Cela permet de concevoir des composants à la fois légers et structurellement robustes pour des applications spécifiques dans le domaine de l'électricité.
Bénéfice : Avec une capacité de paroi mince inférieure à 1,5 mm, il est possible de produire des pièces électriques très détaillées et d'une grande précision dimensionnelle. Les petits composants tels que les connecteurs, les relais et les boîtes à fusibles en ont besoin.
Application : Des parois plus minces permettent également de réduire le poids de la pièce dans les carters de moteur tout en maintenant la résistance et la fonction.
10. Coût de l'outillage et efficacité de la production
En ce moment, moulage sous pression de l'aluminium peut être une proposition d'outillage coûteuse ($10.000 à $100.000 selon la complexité), mais elle est rentable à long terme grâce à une production élevée et à des économies d'échelle. Après la fabrication des moules, le moulage sous pression permet de produire des volumes importants à un coût supplémentaire très faible par unité.
Bénéfice : Les entreprises électriques disposent des capacités de production à haut volume nécessaires pour répondre à la demande mondiale de composants électriques, à partir du moment où ils sont suffisamment sûrs et fiables pour ne pas les intégrer dans le produit.
Application : Elle est donc particulièrement utile pour la production de pièces électriques très demandées telles que les barres de bus, les boîtiers de panneaux électriques et les disjoncteurs.
Tableau 1 : Principales propriétés de l'aluminium dans les applications électriques
| Propriété | Valeur | Importance dans les applications électriques |
| Densité | 2,7 g/cm³ | Léger, ce qui facilite la manipulation des composants et réduit le poids total du système. |
| Conductivité thermique | 205 W/m-K | Excellente dissipation de la chaleur, idéale pour les applications telles que les dissipateurs thermiques, les transformateurs et les alimentations. |
| Conductivité électrique | 35-38 MS/m | Convient à de nombreux composants électroniques, y compris les connecteurs, les terminaux et les barres omnibus. |
| Résistance à la corrosion | Forme une couche d'oxyde naturel | Améliore la durabilité des composants, en particulier dans les environnements extérieurs ou difficiles. |
| Résistance à la traction (alliage A380) | Jusqu'à 345 MPa | Permet de s'assurer que les pièces peuvent résister aux contraintes mécaniques sans se briser. |
| Limite d'élasticité (alliage A380) | 160-170 MPa | Assure l'intégrité structurelle sans déformation permanente. |
| Point de fusion | 660°C (1220°F) | Permet de couler facilement des pièces complexes, réduisant ainsi les délais et les coûts de production. |
| Recyclabilité | 100% sans perte de propriétés | Respectueux de l'environnement et rentable grâce aux économies d'énergie réalisées lors du recyclage. |
| Épaisseur de la paroi | 1,5-4 mm | Permet d'obtenir des composants précis et légers avec une excellente intégrité structurelle. |
Tableau 2 : Matériaux de moulage sous pression pour l'industrie électronique
| Matériau | Conductivité thermique | Conductivité électrique | Résistance à la traction | Densité | Applications |
| Alliages d'aluminium (par exemple, A380, A383, A413) | 205 W/m-K | 35-38 MS/m | 345 MPa | 2,7 g/cm³ | Dissipateurs thermiques, boîtiers, pilotes de LED et boîtiers de distribution d'énergie |
| Alliages de zinc (par exemple, Zamak 3, Zamak 5) | 116 W/m-K | ~30% de conductivité du cuivre | 230 MPa | 6,5 g/cm³ | Boîtiers de téléviseurs, cadres de téléphones portables et petits composants électroniques |
| Alliages de magnésium | 156 W/m-K | Faible | 230 MPa | 1,8 g/cm³ | Smartphones, ordinateurs portables et pièces légères |
| Alliages de cuivre (par exemple, le bronze) | 390 W/m-K | 59 MS/m | 450 MPa | 8,9 g/cm³ | Distribution d'énergie, connecteurs électriques, appareillage de commutation |
| Alliages d'étain sans plomb | N/A | Faible | N/A | N/A | Brasage, emballage microélectronique |
| Alliages étain-argent | N/A | Faible | N/A | N/A | Brasage à haute fiabilité dans l'électronique |
Applications dans l'industrie électrique
1. Boîtiers et enveloppes
Les composants électroniques sensibles sont protégés de la poussière, de l'eau (conception IP), des interférences EMI/RFI et des chocs physiques dans des boîtiers en aluminium moulé sous pression.
Exemple : Boîtes de jonction, boîtiers d'onduleurs et unités de commande extérieures.
Bénéfice : Résistance à la corrosion et excellente dissipation thermique dans les environnements difficiles.
2. Unités de gestion thermique et dissipateurs de chaleur
Pour les alimentations, la conductivité thermique élevée de l'aluminium est bien adaptée à la gestion de la chaleur dans les solutions en aluminium.
Exemple : Transformateurs, batteries, disjoncteurs, dissipateurs thermiques.
Conductivité thermique : 205 W/m-K contre 45-60 W/m-K pour l'acier.
3. Composants du moteur
Les pièces de moteur électrique moulées sous pression les plus courantes sont celles qui se composent d'un carter de rotor, d'un cadre de stator, d'un couvercle d'extrémité et d'un ventilateur.
Avantage : La structure plus légère réduit la consommation d'énergie dans les systèmes industriels et de chauffage, de ventilation et de climatisation.
4. Connecteurs et borniers
Composants de précision à haute tolérance et dimensionnellement stables.
Exigence : Tolérance serrée de ± 0,05 mm pour assurer l'intégrité du contact électrique.
5. Disjoncteurs et pièces d'appareillage
Souvent, les composants moulés sous pression tels que les actionneurs, les bras, les leviers et les boîtiers sont utilisés pour fournir des composants internes plus cohérents et plus sûrs.
Avantages du moulage sous pression de l'aluminium dans les systèmes électriques
Précision et répétabilité
Les tolérances de ±0,001" permettent d'obtenir une qualité constante des composants coûteux dans des formes complexes pour supporter les niveaux de complexité.
Production de masse
Un temps de cycle de seulement 30 secondes par pièce est possible pour la production de millions d'unités.
Légèreté et solidité
Les boîtiers et dispositifs légers et compacts sont ainsi réduits.
Résistance à la corrosion
Forme automatiquement une couche d'oxyde protectrice.
Performance thermique et électrique
Il assure une bonne et rapide dissipation de la chaleur et une conductivité électrique stable dans les systèmes à forte charge.
Rapport coût-efficacité
Lorsque l'outillage est mis en place, le coût unitaire est nettement inférieur à celui de l'usinage ou du forgeage.
Les défis du moulage sous pression de l'aluminium
Ce processus présente de nombreux avantages, mais il est soumis à certaines limites qui doivent être prises en compte dans la conception et le plan.
| Défi | Détails |
| Coût initial de l'outillage | Les matrices peuvent coûter de $10,000 à $100,00,0, en fonction de leur complexité et de leur taille. |
| Questions relatives à la porosité | Le gaz piégé peut provoquer une porosité qui affecte les propriétés mécaniques et électriques. |
| Conductivité en fonction du cuivre | L'aluminium n'est que ~60% aussi conducteur que le cuivre, ce qui le rend inadapté aux câblages à forte charge. |
| Limitations de l'épaisseur des pièces | L'épaisseur de la paroi est généralement limitée à 1,5-4 mm ; des parois plus fines nécessitent des techniques avancées. |
Normes et conformité de l'industrie
Les normes électriques doivent être respectées pour l'utilisation de ces composants dans les systèmes.
IEC 60529 : Degrés de protection (indices IP) pour les boîtiers.
UL 508 / UL 94 : Pour les panneaux de contrôle et les indices d'inflammabilité.
Rohs / REACH : Garantir la sécurité de l'environnement et de la santé.
ISO 9001 / IATF 16949 : Systèmes de qualité dans l'industrie manufacturière.
La plupart des fournisseurs de pièces moulées sous pression en aluminium à prix abordable respectent ou dépassent ces normes et leurs produits peuvent donc être utilisés à la fois sur les marchés nationaux et internationaux.
Tendances futures et perspectives
Alors que le monde se tourne vers l'électrification, le moulage sous pression de l'aluminium devient de plus en plus important. Voici quelques facteurs de croissance :
Véhicules électriques (EVS)
L'aluminium est léger et possède des propriétés thermiques inhérentes qui conviennent parfaitement aux besoins des boîtiers de batteries, des plaques thermiques, des boîtiers d'onduleurs, etc.
Énergies renouvelables
Les boîtiers d'onduleurs solaires, les connecteurs d'éoliennes et les unités de stockage d'énergie sont tous fabriqués à partir de pièces moulées sous pression en aluminium.
Réseaux intelligents et IdO
Cependant, tout cela augmente à mesure que les systèmes sont de plus en plus connectés, que des boîtiers compacts moulés sous pression avec des antennes intégrées et un blindage EMI sont demandés.
Durabilité
Aujourd'hui, plus de 75% d'aluminium produit sont encore utilisées.
Conclusion
Dans l'industrie électrique, le moulage sous pression de l'aluminium est devenu une filiale essentielle. Seule la fibre de carbone a prouvé qu'elle pouvait alimenter la vie moderne de manière sûre, efficace et abordable, grâce à une combinaison inégalée de résistance, de conductivité, de performances thermiques et de souplesse de conception. L'implication continue du moulage sous pression de l'aluminium est visible dans les boîtiers de commande compacts jusqu'aux connecteurs de haute précision. Ce processus qui a fait ses preuves continue d'apporter des avantages à ceux qui travaillent avec lui, alors que la technologie continue d'innover dans la conception électrique, un moulage à la fois.
FAQs :
1. Qu'est-ce que le moulage sous pression de l'aluminium ?
Le moulage sous pression de l'aluminium est un processus de fabrication dans lequel l'aluminium en fusion est injecté dans les moules pour produire des pièces précises et durables.
2. Pourquoi l'aluminium est-il utilisé dans l'industrie électrique ?
L'aluminium est léger, conducteur, durable et résistant à la corrosion. Il est idéal pour les composants électriques tels que les boîtiers, les dissipateurs thermiques et les connecteurs.
3. Pourquoi le moulage sous pression de l'aluminium est-il utile dans les applications électriques ?
Parce qu'il offre une grande précision, une grande répétabilité, une grande légèreté et d'excellentes performances thermiques et électriques, il est très rentable pour la production de masse.
4. Quelle est la difficulté de couler de l'aluminium à l'aide d'une filière ?
Parmi les défis à relever, citons les coûts initiaux élevés de l'outillage, les problèmes de porosité et les limites d'épaisseur des parois de la pièce moulée (généralement de 1,5 à 4 mm).