Moule de moulage sous pression

Le cycle de processus pour le moulage sous pression se compose de cinq étapes principales, qui sont expliquées ci-dessous. Le temps de cycle total est très court, typiquement entre 2 secondes et 1 minute.

1. Serrage 

   - La première étape est la préparation et le serrage des deux moitiés de matrice.Chaque moitié de matrice est d'abord nettoyée de la précédenteprocessus d'injectionpuis lubrifié pour faciliter l'éjection de la pièce suivante. Le temps de lubrification augmente avec la taille de la pièce, ainsi que le nombre de cavités et de noyaux latéraux. De plus, la lubrification peut ne pas être nécessaire après chaque cycle, mais après 2 ou 3 cycles, selon le matériau. Après la lubrification, les deux moitiés de matrice, qui sont fixées à l'intérieur de la machine de coulée sous pression, sont fermées et solidement serrées ensemble. Une force suffisante doit être appliquée à la matrice pour la maintenir bien fermée pendant l'injection du métal. Le temps nécessaire pour fermer et serrer la matrice dépend de la machine - les machines plus grandes (celles avec des forces de serrage plus importantes) nécessiteront plus de temps. Ce temps peut être estimé à partir du temps de cycle sec de la machine.

2. Injection 

   - Le métal fondu, qui est maintenu à une température déterminée dans le four, est ensuite transféré dans une chambre où il peut être injecté dans la filière. La méthode de transfert du métal en fusion dépend du type de machine de coulée sous pression, qu'il s'agisse d'une machine à chambre chaude ou à chambre froide. La différence dans cet équipement sera détaillée dans la section suivante. Une fois transféré, le métal en fusion est injecté à haute pression dans la filière. La pression d'injection typique varie de 1 000 à 20 000 psi. Cette pression maintient le métal fondu dans les matrices pendant la solidification. La quantité de métal qui est injectée dans la matrice est appelée la grenaille. Le temps d'injection est le temps nécessaire au métal en fusion pour remplir tous les canaux et cavités de la filière. Ce temps est très court, typiquement inférieur à 0,1 seconde, afin d'empêcher la solidification précoce d'une partie quelconque du métal. Le temps d'injection approprié peut être déterminé par les propriétés thermodynamiques du matériau, ainsi que par l'épaisseur de paroi de la pièce moulée. Une épaisseur de paroi plus importante nécessitera un temps d'injection plus long. Dans le cas où une machine de coulée sous pression à chambre froide est utilisée, le temps d'injection doit également inclure le temps de verser manuellement le métal fondu dans la chambre de tir.

3. Refroidissement 

   - Le métal en fusion qui est injecté dans la matrice commencera à refroidir et à se solidifier une fois qu'il entrera dans la cavité de la matrice. Lorsque toute la cavité est remplie et que le métal fondu se solidifie, la forme finale de la pièce moulée est formée. La matrice ne peut pas être ouverte tant que le temps de refroidissement ne s'est pas écoulé et que la coulée n'est pas solidifiée. Le temps de refroidissement peut être estimé à partir de plusieurs propriétés thermodynamiques du métal, de l'épaisseur de paroi maximale de la pièce coulée et de la complexité de la matrice. Une plus grande épaisseur de paroi nécessitera un temps de refroidissement plus long. La complexité géométrique de la filière nécessite également un temps de refroidissement plus long du fait de la résistance supplémentaire au flux de chaleur.

4. Éjection 

   - Une fois le temps de refroidissement prédéterminé écoulé, les moitiés de matrice peuvent être ouvertes et un mécanisme d'éjection peut pousser la coulée hors de la cavité de la matrice. Le temps d'ouverture de la matrice peut être estimé à partir du temps de cycle à sec de la machine et le temps d'éjection est déterminé par la taille de l'enveloppe de la pièce moulée et doit inclure le temps nécessaire à la pièce moulée pour se libérer de la matrice. Le mécanisme d'éjection doit appliquer une certaine force pour éjecter la pièce car pendant le refroidissement, la pièce se rétracte et adhère à la matrice. Une fois le moulage éjecté, la matrice peut être fermée pour la prochaine injection.

5. Garniture 

   - Lors du refroidissement, la matière dans les canaux de la filière va se solidifier attachée à la coulée. Cet excès de matériau, ainsi que toute bavure qui s'est produite, doit être coupé du moulage soit manuellement par découpe ou sciage, soit à l'aide d'une presse à découper. Le temps nécessaire pour couper le matériau en excès peut être estimé à partir de la taille de l'enveloppe de la pièce moulée. Le matériau de rebut qui résulte de cette coupe est soit mis au rebut, soit peut être réutilisé dans le processus de moulage sous pression. Le matériau recyclé peut devoir être reconditionné à la composition chimique appropriée avant de pouvoir être combiné avec du métal non recyclé et réutilisé dans le processus de moulage sous pression.