Le coût du moulage sous pression de l'aluminium par KG varie approximativement entre 4$ et 6$ USD. De même, le coût de l'outillage peut varier de 8 000$ à 15 000$ USD. Si vous avez une conception simple, vous pouvez économiser $5,000-$10,000 en coûts d'outillage. En outre, un alliage d'aluminium approprié comme celui de l'A380 peut réduire le coût de 10%.

Il existe certains moyens de rendre le moulage sous pression de l'aluminium moins coûteux et moins rentable. En termes d'optimisation de la conception, les alliages les moins chers, l'aluminium recyclé, etc. sont prioritaires. Pour en savoir plus sur la manière de réduire les coûts du moulage sous pression de l'aluminium, consultez cet article. Apprenez à vous concentrer sur l'amélioration des résultats de production.

Optimiser la conception des moules pour réduire les coûts de moulage sous pression

Importance de la conception des matrices

Apparemment, modèles de matrices jouent un rôle essentiel. Ainsi, la conception doit permettre de créer des pièces de la bonne taille, de présenter des surfaces lisses et d'offrir une résistance suffisante. En outre, la conception d'une matrice efficace prend moins de temps par cycle et est influencée par une utilisation répétée.

Impact sur la qualité des pièces

Une mauvaise conception des moules entraîne divers problèmes. Il s'agit d'abord de problèmes mineurs qui se transforment ensuite en défauts inévitables tels que des fissures, des déformations ou des rugosités.

Par exemple, une matrice incapable de supporter des températures comprises entre 400 et 700°C provoque des défauts.

Il faut donc une conception plus précise de la matrice si l'on veut venir à bout de ce problème.

Coût du moulage sous pression Influence sur le taux de production et la durée de vie des moules

L'impact d'une matrice bien conçue sur la production globale comprend la réduction des temps de cycle et la longévité. Par exemple, il est possible de passer de 30 à 25 secondes par pièce. De même, la capacité de production augmente de 20%. Par conséquent, elle permet non seulement d'économiser de l'argent, mais aussi d'améliorer l'efficacité.

Aspects techniques de la conception des matrices

Systèmes de portes :

Un système de portillon comprend de nombreux autres composants. Par exemple, les spires, les étranglements, les couloirs et les entrées.

Afin de répartir l'aluminium en fusion dans les matrices, ces pièces sont importantes :

• La carotte est un canal fondamental d'une largeur d'environ 10-15 mm.
• Le choke, d'une largeur de 5 à 8 mm, permet au métal de s'écouler plus rapidement.
• Les coulisses, d'une largeur de 8 à 12 mm, permettent au métal de couvrir chaque côté de la matrice.
• Les lingots, d'une largeur de 3 à 6 mm, sont particulièrement efficaces pour guider le métal vers la filière.

Systèmes de ventilation :

Les systèmes de ventilation fonctionnent en incorporant des canaux de refroidissement, des broches d'éjection, des angles de tirage et des lignes de séparation. Leur principale fonction est d'empêcher l'emprisonnement de l'air et de réduire les défauts.

• Les canaux de refroidissement (6-10 mm de diamètre) libèrent une pression suffisante pour maintenir la température de la matrice au bon niveau.
• Il est bon d'ajouter des goupilles d'éjection tous les 50-100 mm pour faire sortir la pièce finale.
• Les angles de dépouille de 1 à 3° permettent de retirer facilement les pièces.
• Lorsque les plans de joint ne sont pas parfaitement ajustés, la coulée produit des résidus ou des bavures sur les bords.

Transfert de chaleur :

Il est important de maintenir la chaleur pendant la coulée. En effet, un refroidissement inégal de la matrice entraîne des rétrécissements, des fissures et des déformations.

De plus, des canaux de refroidissement appropriés peuvent résoudre ce problème, car ils maintiennent la matrice à la bonne température.

Optimisation de la conception des moules pour réduire le coût du moulage sous pression de l'aluminium

La simplicité des plans de joint, l'efficacité des canaux de refroidissement et la réduction du nombre de composants de l'outil de production peuvent contribuer à la réduction des coûts.

Par exemple, une matrice comportant moins de pièces peut permettre d'économiser environ 5 000 à 1 000 000 d'euros, tandis que les systèmes de refroidissement permettent d'économiser de l'énergie.

En outre, la conception pour la fabrication (DFM) facilite la conception de la filière, ce qui améliore sa capacité de fabrication et son utilisation.

Utilisation de logiciels de simulation

Des logiciels tels que MAGMAsoft et ProCAST permettent aux concepteurs de localiser les zones faibles et les schémas d'écoulement. Ils prévoient les causes de problèmes tels que le rétrécissement ou les fissures avant la fabrication. Par exemple, l'intégration de la simulation dans la conception des matrices permet de réduire les déchets de matériaux jusqu'à 10-15% et de fabriquer de meilleures pièces.

Minimiser la complexité et réduire les déchets

Des facteurs tels que les contre-dépouilles et les noyaux ont un impact sur le coût de la matrice. Dans ce cas, il convient donc de réduire les contre-dépouilles et d'ajouter des noyaux simples pour gagner du temps et de l'argent. Recherchez également des systèmes de fermeture tels que des patins coniques pour éviter les bavures et les rebuts.

Ces techniques permettent de réduire considérablement les déchets de matériaux et la durée du cycle jusqu'à 12%.

Choisir le bon alliage d'aluminium

Aperçu des alliages d'aluminium

En raison de ses propriétés de légèreté, de solidité et de résistance à la corrosion, les fabricants utilisent principalement des alliages d'aluminium. Les types les plus courants sont l'A380, l'ADC12 et l'AlSi9Cu3.

Chacun d'entre eux est différent car leur composition chimique n'est pas la même. Par exemple, l'A380 est composé d'Al-8.5%Si-3.5%Cu et l'ADC12 d'Al-10%Si-2.5%Cu.

Propriétés principales

Comme nous l'avons vu plus haut, les alliages d'aluminium sont produits en ajoutant plusieurs éléments.

C'est pourquoi ces éléments influencent leurs propriétés (résistance à la traction, limite d'élasticité et ductilité). Par exemple, les alliages de l'A380 ont une résistance à la traction de ~310 MPa et une stabilité thermique de 250°C.

En plus de la stabilité thermique, c'est le paramètre qui montre comment l'alliage fonctionne à des températures élevées.

Par exemple, l'image montre les différents aspects des alliages à chaud Al-base et AlSi H13. Ils conservent leur résistance jusqu'à 400-600°C, ce qui est intéressant pour les pièces à haute température.

Différences entre les alliages primaires et secondaires

Les alliages primaires et secondaires se distinguent par leur source réelle. En effet, les alliages primaires contiennent des matériaux purs, tandis que les alliages secondaires contiennent des éléments recyclés.

La présence d'oligo-éléments tels que le fer et le manganèse peut modifier ses propriétés. Par exemple, un alliage contenant trop de fer peut avoir une ductilité plus faible.

Impact de la sélection des alliages sur les coûts de moulage sous pression

Les coûts des matériaux ne sont pas les mêmes dans toutes les régions ou tous les sites. Leurs prix fluctuent donc constamment. Par exemple, l'A380 n'est pas beaucoup plus cher que l'ADC12. En particulier, l'ADC12 a une bonne fluidité. Cela entraîne toutefois moins de défauts lors de la coulée.

De même, les options d'alliages complexes, y compris AlSi9Cu3, peuvent provoquer l'usure des outils et augmenter les coûts d'usinage.

Impact du coût de l'alliage sur la durée de vie de la filière

Certains alliages, comme l'AlSi H13 hot, offrent une excellente stabilité thermique. Cela s'explique par le fait qu'ils n'entraînent pas d'usure de la matrice, ce qui augmente leurs cycles de performance.

Le choix d'un alliage approprié peut permettre de réduire considérablement les coûts. Vous pouvez ainsi obtenir des caractéristiques spécifiques telles que la qualité des pièces, une durée de vie prolongée des matrices et une production aisée à des prix plus avantageux.

Par exemple, l'alliage AlSi9Cu3 convient pour une résistance élevée mais, en même temps, il permet à 10% d'économiser sur les coûts d'usinage.

Améliorer l'efficacité du processus de coulée

Aperçu du processus de moulage sous pression

Pour produire des pièces profilées, les fabricants préparent de l'aluminium en fusion. Ce matériau se déplace ensuite dans un moule d'injection où il est poussé par une force à haute pression.

Le processus de coulée comprend également des contributions d'autres composants. Par exemple, le moule, le tube d'alimentation et les broches d'éjection.

• Le moule contient la forme du profil.
• Les tubes d'alimentation sont comme des voies d'acheminement des métaux.
• Les broches d'éjection facilitent le démoulage des pièces en toute sécurité.

Méthodes de moulage sous pression

Le moulage peut être effectué dans des chambres chaudes ou froides. Le choix entre les deux se fait en fonction des types de métaux et de leurs points de fusion.

En effet, le moulage sous pression en chambre chaude ne permet pas d'utiliser des alliages à point de fusion élevé. Il s'accommode bien des alliages à faible point de fusion, comme le zinc.

Cependant, dans le cas de points de fusion plus élevés (aluminium), les chambres froides sont efficaces.

Les chambres chaudes prennent moins de temps pour réaliser un cycle, tandis que les chambres froides renforcent les pièces.

Méthodes pour améliorer l'efficacité des processus

Optimisation du contrôle de la température :

Nous savons déjà qu'il est nécessaire de contrôler les températures des filières. Il existe donc des réchauffeurs de moules et des systèmes de refroidissement. En outre, le contrôle de la température en temps réel permet de produire des pièces présentant des caractéristiques similaires ou une certaine homogénéité.

Réduction des temps de cycle :

Accélérer le processus de remplissage du moule et maintenir la pression d'injection autour de 500-1500 bars. Optimiser les temps de refroidissement et le processus de démoulage de manière à gagner 5 à 10 secondes par unité.

Mise en œuvre de l'automatisation :

L'automatisation augmente l'efficacité du travail et réduit les coûts. En effet, les robots sont plus rapides et font moins d'erreurs que les humains. Ils peuvent être utilisés pour appliquer des lubrifiants sur la matrice, extraire des pièces et effectuer des étapes d'inspection.

Maintenance préventive :

Inspecter régulièrement l'équipement de chaque machine et ses pièces de soutien. Vérifier qu'il n'y a pas de panne et qu'il n'est pas nécessaire de les remplacer. Ce soutien à la maintenance permet de maintenir les installations en état de marche.

Ainsi, les aspects clés de l'amélioration du moulage sous pression vous aident réellement à obtenir une production moins coûteuse.

Réduire les déchets matériels

Importance de la réduction des déchets matériels

Les déchets de matériaux ne sont pas bons pour l'environnement ni pour les économies. Par exemple, les déchets de copeaux d'aluminium sont très nocifs s'ils ne sont pas réutilisés. En outre, la refonte et le traitement des déchets nécessitent plus d'énergie. Les coûts de production augmentent en conséquence.

Méthodes de réduction des déchets

1. Optimisation de la conception des matrices :

Vous devez optimiser les systèmes de glissières et de portes afin de réduire les déchets. Pour l'instant, choisissez des glissières et des portillons plus petits.

Par exemple, faire passer la taille de la porte de 6 mm à 4 mm. Cela permet d'utiliser moins de matériau et d'économiser 10% sur les déchets.

Il est également possible d'optimiser le débordement en capturant le métal excédentaire pour le réutiliser.

2. Mise en œuvre de programmes de recyclage :

Ce type de déchets de copeaux d'aluminium peut être recyclé en interne à l'aide d'une machine d'extrusion à chaud. En revanche, les déchets complexes tels que les fils EDM ou les extrudats compacts doivent être recyclés par des entreprises externes.

3. Réduire la surproduction :

La prévision de la demande et les principes de la production allégée aident à résoudre les problèmes de stocks excédentaires. Ils conçoivent des pièces en utilisant des matériaux en quantité réelle.

4. Manipulation correcte de la fonte :

Les bains ultrasoniques permettent d'éliminer l'oxydation des surfaces d'aluminium avant la fusion. Ils produisent donc moins de déchets, les réduisant de 5-10%.

La réduction des déchets de matériaux grâce à la conception des processus et des matrices permet aux entreprises d'économiser davantage et de protéger l'environnement. Ces techniques favorisent également le développement durable. Par exemple, la réutilisation des copeaux d'aluminium permet d'économiser $10 000 par an.

Envisager d'autres méthodes de fabrication

Aperçu des méthodes de fabrication alternatives

Apparemment, plusieurs techniques sont utilisées pour fabriquer des pièces présentant des caractéristiques spécifiques. Par exemple, l'impression 3D, l'usinage, le moulage à la cire perdue et le moulage par injection de métal. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients particuliers.

Avantages et inconvénients par rapport au moulage sous pression

• Impression 3D : Elle fonctionne mieux pour la fabrication de pièces de forme difficile et en petites quantités, mais elle est trop lente pour les commandes importantes.
• L'usinage : Précision des pièces, en ajoutant des détails précis mais en générant des déchets de matériaux.
• Moulage à la cire perdue : Permet de produire des pièces très détaillées, mais coûte beaucoup plus cher pour la production de masse.
• Moulage par injection de métal : Ce procédé permet de réaliser des pièces complexes de petite taille. Toutefois, il ne prend en charge que certains alliages.

Méthodes alternatives pour réduire les coûts du moulage sous pression de l'aluminium

1. Réduction des déchets de matériaux : l'impression 3D est efficace lorsqu'elle est réalisée dans une forme proche du filet. Elle permet de réduire les déchets de 20 à 30%.
2. Coûts d'outillage réduits : L'impression 3D ne nécessite pas d'outillage complexe et réduit les coûts d'installation de $10 000 à $50 000.
3. Flexibilité accrue de la conception : l'impression 3D permet de fabriquer des produits présentant les caractéristiques les plus complexes. Il n'est donc pas nécessaire d'ajouter d'autres composants.

Conclusion

Le moulage sous pression de l'aluminium La solution de réduction des coûts repose sur différents facteurs. Il s'agit notamment de la conception des matrices, des alliages appropriés, de l'amélioration de l'efficacité du processus et de la réduction des déchets.

En outre, les méthodes alternatives telles que l'impression 3D permettent d'économiser davantage. Optimisez ces paramètres en conséquence pour obtenir une production efficace à moindre coût. Prenez contact avec nous pour voir les résultats concrets.