Chaque pièce en aluminium fabriquée en fonderie grâce à la technique de la coquille par gravité nécessite un système d’alimentation spécifique. Dans cet article, nous revenons sur les différentes étapes de l’étude de moulage qui permettent la conception d’un moule optimisé pour la production de pièces en aluminium de haute qualité.

Le choix du système de remplissage

Il existe deux possibilités en termes de système de remplissage en fonderie aluminium en coquille par gravité.

Le système de remplissage source

Avec ce procédé, le remplissage est initié à partir d’un point d’entrée souvent positionné en partie inférieure du moule. Le métal monte ensuite progressivement dans l’ensemble de la cavité.

Le système de remplissage chute

Avec ce procédé, le métal est introduit depuis un point d’entrée situé en hauteur. Cela permet au métal de descendre par gravité dans la cavité du moule.

Le choix du système de remplissage dépend tout d’abord de l’alliage utilisé.

Ensuite, la forme de la pièce joue un rôle déterminant dans ce choix. On privilégiera par exemple un système de remplissage source pour ne pièce comportant une excroissance ou une masse isolée. Celui-ci permet en effet d’alimenter en premier ces masses isolées et d’orienter la solidification.

Le positionnement du système d’alimentation (pour éviter les défauts et obtenir des pièces aluminium de qualité)

La conception et le positionnement du système d’alimentation constituent une étape cruciale pour prévenir les défauts et obtenir des pièces en aluminium de qualité.

On détermine les emplacements et les dimensions de l’attaque, de l’entonnoir et de la descente de coulée ainsi que celles des masselottes en fonction de la géométrie de la pièce et des masses qu’elle comporte. Par exemple, ajouter une masselotte dont la forme est adaptée à la masse à alimenter, va permettre de tirer les défauts vers l’extérieur de la pièce.

Pour des pièces en aluminium de grande dimension, on peut également utiliser des masselottes débouchantes en tant qu’évents. Elles permettent donc d’évacuer l’air présente dans le moule en même temps que les défauts.

L’orientation de la solidification

Pour cette étape, il s’agit de procéder au calcul de l’échelonnement. C’est-à-dire de précisément positionner les différentes sections du système d’alimentation. Ces sections vont permettre de créer des pressions adaptées pour réguler les débits de coulée et d’ainsi maîtriser la solidification.

Le calcul repose sur une formule théorique qui prend en compte différents paramètres tels que le poids de la pièce, l’alliage utilisé ou encore la température de l’aluminium liquide. Cependant, la formule reste une base théorique. C’est bien sûr l’expertise de la personne en charge de l’étude de moulage qui va permettre d’imaginer un système d’alimentation adapté à chaque pièce (avec possibilité de le modifier lors de la mise au point).

Réguler le débit de coulée pour orienter la solidification est une étape essentielle dans la production de pièces en aluminium de qualité. En effet, la température de l’aluminium diminue très rapidement pendant le remplissage du moule. Un équilibre précis de la vitesse de coulée est crucial. Un débit trop lent ne permet pas au métal d’atteindre toutes les zones. Un débit trop rapide entraîne des turbulences et des défauts.

La mise au point : dernière étape pour assurer la qualité des pièces aluminium

Une fois le système d’alimentation conçu, on procède à la mise au point. Cette étape consiste à effectuer les premiers tests de coulée.

Si le métal ne s’engorge pas bien, la première vérification porte généralement sur l’attaque de coulée. On peut aussi essayer d’ajuster la méthode de coulée. Cela peut impliquer de couler plus ou moins rapidement ou avec plus ou moins d’intensité, afin d’ajuster la charge métallostatique et le débit.

Si le métal s’engorge bien mais que la pièce présente des défauts, on modifie le poteyage. Le choix du poteyage est un élément important en moulage coquille, qui participe également à orienter la solidification.

Si, malgré ces ajustements, le problème persiste, il devient indispensable de revenir à l’étape initiale pour repenser la conception du système d’alimentation. Dans ce cas, le moule est renvoyé au mouliste, qui effectue les modifications nécessaires.