Le moulage sous pression automobile est un processus de fabrication. Dans ce processus, le métal en fusion est injecté sous haute pression dans un moule réutilisable. Les métaux généralement utilisés sont l'aluminium, le magnésium ou le zinc. Cette technique permet de créer des formes complexes. Ces pièces présentent une grande précision dimensionnelle et d'excellents états de surface.
De nombreuses pièces automobiles sont produites par moulage sous pression. Il s'agit notamment des pièces suivantes
- Culasses et blocs-cylindres
- Boîtes de vitesses et boîtiers
- Bras de contrôle et rotules
- Supports et composants du châssis
- Connecteurs et boîtiers
Les fabricants utilisent généralement de l'aluminium, du magnésium ou du zinc. Les pièces fabriquées dans ces matériaux étant plus légères, les véhicules consomment moins de carburant.
Savez-vous que les fabricants fabriquent 70% des pièces de véhicules par moulage sous pression ?
Découvrons la valeur fondamentale des composants automobiles moulés sous pression dans la production de véhicules sûrs, économes en carburant et performants.
Composants automobiles moulés sous pression
Le fabricants de pièces métalliques Les pièces fabriquées pour l'industrie automobile par moulage sous pression sont connues sous le nom de composants de moulage sous pression pour l'industrie automobile. La méthode de moulage sous pression permet d'obtenir des formes précises, des finitions lisses et une grande durabilité.
Les alliages d'aluminium sont les principales options de matériaux. Ils permettent de fabriquer des pièces plus légères qui consomment moins de carburant. Dans la technique du moulage sous pression, le métal choisi est d'abord fondu à son point de fusion (par exemple, le point de fusion de l'aluminium est de 660,3 °C). Les fabricants utilisent ensuite une pression élevée pour transférer ce matériau fondu dans un moule, également appelé matrice.
Pour obtenir une qualité élevée, il convient de se concentrer sur les différents paramètres de moulage tels que la température du moule (150-300°C), la pression d'injection (10-200 MPa) et le temps de refroidissement (5-30 secondes). Cette méthode efficace prend en charge les conceptions complexes et la production de masse. Vous pouvez en bénéficier pour répondre aux exigences de l'industrie automobile.
Types de composants automobiles moulés sous pression
Composants du moteur
Les composants de moulage sous pression pour l'automobile comprennent les culasses, les blocs moteurs et les carters, qui propulsent le véhicule. Ils utilisent beaucoup de carburant pour créer des mouvements. En outre, ces pièces du véhicule supportent des températures élevées et n'accumulent pas de chaleur excessive. Par exemple, elles peuvent supporter des températures intenses et des pressions allant jusqu'à 300 °C et 200 bars, respectivement.
Le choix de l'aluminium peut réellement accélérer la construction de pièces automobiles, car il améliore également l'écoulement de la matière en fusion jusqu'à 40% pendant l'injection. Ainsi, un meilleur écoulement du métal permet de remplir uniformément la surface intérieure d'un moule et de réduire les défauts. En outre, des systèmes de refroidissement adéquats permettent de solidifier le métal de manière homogène et d'éviter les fissures. Par exemple, si vous utilisez un moule refroidi à l'eau, maintenez sa température entre 30 et 50 °C.
Toutes les bonnes méthodes de coulée sous pression et de programmation contribuent à l'obtention de prix solides et parfaits, sans déformation. Outre la protection contre les fissures, ces méthodes permettent d'obtenir des résultats de qualité optimale et constante.
Parfois, vous avez besoin de dimensions précises pour le montage et les performances critiques. C'est pourquoi le moulage sous pression pour l'industrie automobile est la solution qui vous permet d'obtenir une précision dimensionnelle de seulement 0,1 mm.
Composants de la transmission et du groupe motopropulseur
Les composants de la transmission et du groupe motopropulseur, tels que les boîtes de vitesses et les boîtiers de différentiel dans les applications automobiles, absorbent la puissance des moteurs. Ils la transmettent aux roues. Celles-ci commencent alors à tourner et à faire avancer le véhicule.
Ils sont soumis à un couple élevé et à des forces de rotation. Les fabricants préfèrent donc des matériaux comme le magnésium et les alliages d'aluminium. Ces métaux permettent de réduire le poids jusqu'à 30% et de le maintenir autour de 20 à 50 kg.
En outre, ces pièces doivent être renforcées pour pouvoir supporter un couple élevé. Ce couple peut être de l'ordre de 200 à 500 Nm, mais il dépend totalement du véhicule. Enfin, la durée de vie de la pièce doit être d'environ 150 000 miles.
Si vous tenez compte de tous ces aspects nécessaires lors de la fabrication, vos pièces transmettront la puissance en douceur. Elles ne provoqueront pas d'à-coups ni de bruit, comme dans les voitures automatiques. En fait, une fabrication précise minimise les fissures, l'usure, le désalignement et le glissement des engrenages de ces pièces essentielles.
Composants structurels
En général, les pièces de suspension des véhicules supportent des charges de 10 000 à 15 000 N. Ce sont les éléments que les fabricants fabriquent pour absorber les chocs jusqu'à 3 000 N. Ils gèrent efficacement les bosses de la route, les nids-de-poule ou les freinages brusques.
L'utilisation de l'aluminium est un bon choix en raison de sa légèreté. Les fabricants utilisent un traitement thermique aux alentours de 300-500 °C pour les alliages d'aluminium. Ils améliorent ainsi la résistance globale des pièces et réduisent les défauts.
Parce que le choix d'un matériau ou d'une conception de mauvaise qualité peut rendre votre pièce inefficace dans des situations difficiles. Ils peuvent provoquer des déformations, des fractures ou de l'usure. C'est pourquoi les bons matériaux et les pièces de conception précise supportent le poids du véhicule, réduisent les vibrations et absorbent les chocs de la route.
Composants électriques
Les composants électriques de l'alimentation automobile alimentent les véhicules et contrôlent les signaux. Ils protègent les systèmes sensibles. Il s'agit par exemple de connecteurs, de faisceaux de câbles, de relais, de capteurs, de commutateurs et de modules de commande.
Les fabricants produisent des connecteurs de câblage qui ajoutent une puissance suffisante, par exemple de 10 à 50 ampères, pour alimenter les lumières, les capteurs et l'électronique. Ils fabriquent des faisceaux de câbles dans lesquels un ou plusieurs fils sont acheminés et les organisent pour qu'ils soient correctement connectés.
L'application de revêtements permet de prolonger la durée de vie de ces pièces sensibles jusqu'à plus de 10 ans. En outre, l'utilisation de zinc ou d'aluminium prévient la corrosion. En outre, la précision des dimensions et de la conception du profil du produit permet d'éviter la surchauffe, les connexions desserrées ou les défaillances. Vous pouvez donc sauver vos pièces et leur permettre de fonctionner de manière fiable dans toutes les conditions.
Avantages des composants automobiles moulés sous pression
- Comme nous l'avons déjà lu, le moulage sous pression dans l'industrie automobile réduit le poids des pièces telles que les blocs moteurs ou les transmissions d'environ 30%.
- Par exemple, si vous produisez une pièce de boîte de vitesses en aluminium par moulage sous pression, votre pièce peut être 25% moins lourde qu'une pièce en acier.
- Cette pièce légère moulée sous pression permet d'améliorer l'économie de carburant des véhicules jusqu'à 10%.
- Les procédés de moulage sous pression ne gaspillent pas les palettes de matériaux et permettent d'économiser jusqu'à 15% en coûts de production par rapport à d'autres procédés d'usinage comme le forgeage.
- En choisissant le bon profil de produit et en apportant des changements radicaux aux caractéristiques de conception, vous pouvez éviter des étapes supplémentaires telles que le meulage ou le polissage. Le moule produit ainsi des bords fins et des surfaces lisses.
- Vous pouvez également rechercher des canaux de refroidissement avancés pour réduire les fissures et augmenter la résistance des pièces.
- Ce procédé permet d'obtenir des pièces détaillées avec une épaisseur minimale et une précision dimensionnelle de l'ordre de 0,05 mm.
- Cette technique permet d'obtenir des conceptions parfaitement adaptées.
- Les fabricants utilisent le moulage sous pression pour rendre les pièces des véhicules plus sûres et plus efficaces en leur donnant les aspects nécessaires, tels que des conceptions innovantes et des aspects esthétiques.
Processus et techniques de fabrication
Étapes du processus de moulage sous pression
Normalement, le moulage sous pression de composants automobiles comprend quatre étapes principales qui peuvent être.. :
- Fusion
- Injection
- Solidification
- Ejection
Tout d'abord, nous choisissons un matériau comme l'aluminium. Ensuite, nous faisons fondre ses palettes dans un four jusqu'à ce qu'elles atteignent une température d'environ 700 °C. Tous les matériaux ont des points de fusion différents : l'aluminium fond à 660,3 °C, le magnésium à 650 °C et le zinc à 419 °C.
Lorsque ces petites particules se transforment en liquide, les fabricants les versent dans des moules, ce que l'on appelle le processus d'injection.
Ces moules contiennent la même forme de produit. Ensuite, ils appliquent une pression élevée, qui peut aller de 10 à 100 bars pour les métaux en magnésium ou en aluminium. Le métal commence à changer sa forme liquide en solide tandis que les canaux de refroidissement, tels que l'air ou l'eau froide, circulent autour du moule.
Le processus de solidification dure généralement de 10 à 100 secondes pour durcir les pièces. Lors de la phase d'éjection, les pièces sont prêtes à être retirées.
Avantages et inconvénients des différentes techniques de moulage sous pression
Moulage sous pression :
Parmi les différentes options de fabrication, le moulage sous pression est la principale. Elle utilise une pression allant jusqu'à 100 bars pour injecter le métal dans le moule. Cette technique permet de fabriquer des pièces solides et de réduire la durée des cycles de production. Toutefois, le moule utilisé par les fabricants dans cette configuration coûte entre $5.000 et $10.000 par moule.
Moulage sous pression :
Il est préférable d'opter pour le procédé de moulage sous pression à basse pression pour les pièces plus grandes ou plus volumineuses des applications automobiles. En effet, il utilise une pression moindre, qui peut être de l'ordre de 10 bars, et n'altère pas la forme réelle des pièces en remplissant correctement le moule.
Cette méthode prend plus de temps pour fabriquer des pièces délicates mais peut être moins coûteuse (de $1 000 à $3 000) que les systèmes à haute pression.
Thixocasting :
La nécessité de disposer de billettes et de machines spécialisées dans la thixocoulée la rend plus coûteuse que d'autres méthodes. Les fabricants utilisent ces machines pour mélanger les particules de métal avant de les introduire dans le moule. Vous pouvez produire des pièces présentant moins de défauts. Cette méthode permet également de réduire les déchets de matériaux jusqu'à 20%.
Conception et fabrication assistées par ordinateur (CAO)
La combinaison de votre processus de moulage sous pression avec des applications de conception et de fabrication assistées par ordinateur (CAO) permet d'augmenter votre niveau de production. Vous pouvez commencer à concevoir la forme de votre moule à l'aide d'un logiciel de CAO.
Ce logiciel décrit l'apparence réelle et identifie les zones où des modifications sont nécessaires. En fin de compte, la conception du moule est parfaite avant que nous ne commencions à le fabriquer. Cela peut prendre de 2 à 5 jours.
Les outils de FAO contrôlent la configuration des machines pour fabriquer le moule et les pièces du véhicule conformément à vos conceptions. Cette méthode prend généralement 5 à 10 jours (en fonction des spécificités du projet) et permet d'obtenir des produits présentant peu de défauts.
Importance d'une conception et d'un entretien corrects des matrices
Choisissez judicieusement le matériau de la matrice tout en pesant les paramètres de votre produit. En effet, une bonne conception de la matrice et ses performances peuvent totalement transformer la forme des produits. Elle a également un impact sur la qualité de la production et la durée du cycle.
Par exemple, si vous concevez un moule dans un puits, vous pouvez augmenter la vitesse de production jusqu'à 30% et réduire les coûts jusqu'à 20%.
En outre, toute pièce usinée doit faire l'objet d'un entretien régulier, et il en va de même pour ces conceptions de moules. Inspectez leur défaut de fonctionnement et apportez immédiatement les modifications nécessaires pour éviter l'usure.
Méthodes courantes de contrôle de la qualité
Lorsque le produit est prêt, les fabricants utilisent diverses méthodes de contrôle de la qualité. Par exemple, l'inspection aux rayons X pour les défauts internes, la pénétration de colorants pour les fissures superficielles, et le contrôle de la qualité. essais par ultrasons pour la vérification de l'intégrité des matériaux.
Ils peuvent ainsi vous assurer des pièces moulées sous pression conformes à vos attentes.
Ils vérifient la taille et la forme du produit profilé et s'assurent que leurs dessins sont bien ajustés. Ce processus est également appelé contrôle dimensionnel.
Ils trouvent également les zones de fuite et les réparent en appliquant des joints d'étanchéité ou d'autres colles adhésives. En outre, chaque pièce contient des caractéristiques structurelles spécifiques, de sorte que les fondeurs sous pression vérifient si la pièce conserve les propriétés du matériau au cours d'une analyse métallurgique.
Les phases d'inspection de la qualité sont nécessaires, en particulier pour les composants automobiles moulés sous pression. Elles permettent de détecter les erreurs à un stade précoce et d'éliminer les dommages accidentels, ce qui améliore les performances.
Sélection des matériaux et propriétés
| Matériaux | Types d'alliages | Résistance à la traction | Limite d'élasticité | Résistance à la fatigue | Ductilité |
| Alliages d'aluminium (dans les pièces moulées sous pression 60%) | A380, A383, A413 et ADC12 | 250-300 MPa | 150-200 MPa | 100-150 MPa | 10-20% |
| Alliages de zinc (dans 20% des pièces moulées sous pression) | Zamak 3, Zamak 5 et ZA-27 | 250-350 MPa | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 10-20% |
| Alliages de magnésium (dans 10% de pièces moulées sous pression) | AZ91D, AM60B et AE44 | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 100-150 MPa | 10-20% |
| Alliages de cuivre (dans 5% des pièces moulées sous pression) | C85800, C86200 et C86400 | 300-400 MPa | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 10-20% |
Autres matériaux
- Les alliages d'étain peuvent être utilisés pour les applications de soudage et de brasage.
- Les alliages de plomb sont les options pour les batteries et les applications de blindage contre les radiations.
- Les alliages de nickel permettent de fabriquer des pièces à haute température, comme les véhicules.
- Le titane est le métal le plus résistant et offre une résistance suffisante pour les applications aérospatiales et biomédicales.
Conclusion :
Le fabricant crée des pièces automobiles par le biais du processus de moulage sous pression. Il s'efforce de réduire le poids réel afin que les pièces améliorent le rendement énergétique des véhicules. En outre, cette méthode permet d'obtenir plusieurs caractéristiques telles que la résistance à la corrosion, la solidité, la durabilité et même des surfaces lisses. Les métaux les plus courants sont l'aluminium, le magnésium et le zinc. Trouvez votre expert moulage sous pression comme Alu Die Casting.