Pierre angulaire de la fabrication industrielle, l'industrie de la fonderie est depuis longtemps confront\u00e9e \u00e0 un certain nombre de d\u00e9fis profond\u00e9ment enracin\u00e9s. Parmi ceux-ci, les taux de rebut \u00e9lev\u00e9s constituent un \"co\u00fbt cach\u00e9\" qui ne signifie pas seulement un gaspillage direct de mati\u00e8res premi\u00e8res, mais qui entra\u00eene \u00e9galement des cycles de d\u00e9veloppement de produits longs, des co\u00fbts de retouche \u00e9lev\u00e9s et la perte d'opportunit\u00e9s de march\u00e9 pr\u00e9cieuses. Pour certaines structures complexes et exigences techniques \u00e9lev\u00e9es des pi\u00e8ces moul\u00e9es, le rendement du processus traditionnel chutera de fa\u00e7on spectaculaire. Ce dilemme a incit\u00e9 l'industrie \u00e0 rechercher d'urgence un changement technologique qui s'attaque aux causes profondes du probl\u00e8me. Dans ce contexte, la fabrication additive (commun\u00e9ment appel\u00e9e impression 3D), avec ses avantages uniques pour l'industrie traditionnelle du moulage, fournit une cha\u00eene compl\u00e8te subversive de solutions num\u00e9riques pour la transformation et la mise \u00e0 niveau de l'industrie, ce qui ouvre une nouvelle voie.<\/p>\n\n\n\n
Les d\u00e9fauts de moulage sont la cause directe des taux de rebut \u00e9lev\u00e9s. Ces d\u00e9fauts ne sont pas accidentels, mais sont dict\u00e9s par les limites physiques et de processus inh\u00e9rentes aux proc\u00e9d\u00e9s de moulage conventionnels.<\/p>\n\n\n\n
tout d'abordbulle d'air<\/strong>aveccrat\u00e8re<\/strong>. La porosit\u00e9 provient principalement de l'implication ou de l'incapacit\u00e9 \u00e0 \u00e9vacuer efficacement les gaz (par exemple l'hydrog\u00e8ne, le d\u00e9gazage des moules) dans le m\u00e9tal liquide au cours du processus de coul\u00e9e et de solidification. Lorsque le gaz dissous dans le m\u00e9tal liquide est lib\u00e9r\u00e9 en raison d'une solubilit\u00e9 r\u00e9duite pendant le refroidissement et la solidification, des bulles se forment \u00e0 l'int\u00e9rieur ou \u00e0 la surface de la pi\u00e8ce moul\u00e9e si elles ne sont pas \u00e9vacu\u00e9es \u00e0 temps. Le retrait est un ph\u00e9nom\u00e8ne naturel de contraction du volume du m\u00e9tal pendant la solidification. Si le syst\u00e8me de refroidissement n'est pas correctement con\u00e7u, ce qui entra\u00eene des temp\u00e9ratures localement \u00e9lev\u00e9es dans le moule, ou un retrait d'appoint insuffisant, des vides ou des d\u00e9pressions internes, connus sous le nom de trous de retrait, se formeront.<\/p>\n\n\n\n Suivant.pris en sandwich<\/strong>avecmod\u00e8le incorrect<\/strong>. Dans la coul\u00e9e en sable conventionnelle, les moules et les noyaux de sable doivent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre assembl\u00e9s et coll\u00e9s apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9s s\u00e9par\u00e9ment \u00e0 partir de plusieurs pi\u00e8ces. Au cours de ce processus, toute rupture minime du noyau de sable ou tout collage incorrect peut entra\u00eener la capture de particules de sable dans le liquide m\u00e9tallique, formant ainsi des d\u00e9fauts de pi\u00e9geage du sable. En outre, si la surface de s\u00e9paration du moule ou le noyau de sable n'est pas positionn\u00e9 avec pr\u00e9cision, il peut \u00e9galement en r\u00e9sulter des d\u00e9fauts de moulage o\u00f9 les parties sup\u00e9rieure et inf\u00e9rieure de la pi\u00e8ce moul\u00e9e sont mal align\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n finbarri\u00e8re froide<\/strong>aveccr\u00e9pitements<\/strong>. Lorsque la fluidit\u00e9 du m\u00e9tal liquide est m\u00e9diocre, que la temp\u00e9rature de coul\u00e9e est trop basse ou que la conception de la coul\u00e9e est \u00e9troite, les deux flux de m\u00e9tal se solidifient avant de pouvoir fusionner compl\u00e8tement au niveau du bord d'attaque, laissant une s\u00e9gr\u00e9gation froide faiblement connect\u00e9e. Et pendant le refroidissement et la solidification, s'il y a des contraintes in\u00e9gales dans la coul\u00e9e, des fissures thermiques peuvent se produire pendant la r\u00e9traction.<\/p>\n\n\n\n Le processus de fabrication des moules est un autre point faible du processus de moulage traditionnel. La fabrication traditionnelle de bo\u00eetes \u00e0 noyaux en bois ou en m\u00e9tal est un processus \u00e0 forte intensit\u00e9 de main-d'\u0153uvre, d\u00e9pendant d'un personnel hautement qualifi\u00e9, avec des d\u00e9lais d'ex\u00e9cution longs et des co\u00fbts importants. Toute modification mineure de la conception n\u00e9cessite la reconstruction du moule, ce qui entra\u00eene des co\u00fbts suppl\u00e9mentaires \u00e9lev\u00e9s et des semaines, voire des mois, d'attente.<\/p>\n\n\n\n Cette d\u00e9pendance excessive \u00e0 l'\u00e9gard des moules physiques limite aussi fondamentalement la libert\u00e9 de conception des pi\u00e8ces moul\u00e9es. Les canaux internes complexes et les structures creuses ne peuvent pas \u00eatre moul\u00e9s en une seule pi\u00e8ce par les proc\u00e9d\u00e9s traditionnels de fabrication de moules, et doivent \u00eatre d\u00e9mont\u00e9s en plusieurs noyaux individuels, qui sont ensuite assembl\u00e9s \u00e0 l'aide de gabarits complexes et d'un travail manuel. 2<\/sup>. Cette limitation des processus oblige les concepteurs \u00e0 faire des compromis et \u00e0 sacrifier les performances des pi\u00e8ces pour la facilit\u00e9 de fabrication, par exemple en simplifiant les canaux de refroidissement pour s'adapter aux processus de per\u00e7age qui ne permettent pas un refroidissement optimal.<\/p>\n\n\n\n En r\u00e9sum\u00e9, le taux de rebut \u00e9lev\u00e9 du moulage traditionnel n'est pas un probl\u00e8me technique isol\u00e9, mais un produit de ses processus de base. Le mode traditionnel \"essais et erreurs physiques\" oblige la fonderie, lorsqu'elle d\u00e9couvre des d\u00e9fauts, \u00e0 passer par un long processus de modification du moule et de nouveaux essais, ce qui constitue un cycle \u00e0 haut risque et \u00e0 faible efficacit\u00e9. La valeur r\u00e9volutionnaire de l'impression 3D est qu'elle fournit une solution \"sans moule\", qui remod\u00e8le fondamentalement l'ensemble du processus de production, ce qui remplacera le mode traditionnel \"essais et erreurs physiques\". La valeur r\u00e9volutionnaire de l'impression 3D r\u00e9side dans le fait qu'elle fournit une solution \"sans moule\" qui remod\u00e8le fondamentalement l'ensemble du processus de production, transformant le mod\u00e8le traditionnel \"d'essais et d'erreurs physiques\" en un mod\u00e8le de \"v\u00e9rification par simulation num\u00e9rique\", qui place le risque devant le processus, \u00e9liminant ainsi la plupart des causes d'obsolescence \u00e0 la source.<\/p>\n\n\n\n Le principal avantage de l'impression 3D est sa m\u00e9thode de production \"sans moule\", qui lui permet de contourner tous les probl\u00e8mes li\u00e9s aux moules inh\u00e9rents au moulage traditionnel, r\u00e9duisant ainsi radicalement les taux de rebut.<\/p>\n\n\n\n Directement de la CAO au moule en sable.<\/strong> Le jet de liant dans la fabrication additive est la cl\u00e9 pour y parvenir. Il s'agit de pulv\u00e9riser avec pr\u00e9cision un liant liquide sur de fines couches de poudre (par exemple, du sable de silice ou de c\u00e9ramique) \u00e0 partir d'une t\u00eate d'impression de qualit\u00e9 industrielle bas\u00e9e sur un mod\u00e8le num\u00e9rique de CAO en 3D. En collant couche par couche, le mod\u00e8le 3D du fichier num\u00e9rique est construit sous la forme d'un moule ou d'un noyau de sable solide. Ce processus \u00e9limine compl\u00e8tement la n\u00e9cessit\u00e9 de recourir \u00e0 des moules physiques. Comme il n'est pas n\u00e9cessaire de concevoir et de fabriquer de longs moules, le cycle de fabrication des moules peut \u00eatre r\u00e9duit de plusieurs semaines, voire de plusieurs mois, \u00e0 quelques heures ou quelques jours, ce qui permet l'impression \u00e0 la demande et une r\u00e9ponse rapide aux changements de conception, r\u00e9duisant ainsi consid\u00e9rablement l'investissement initial et les co\u00fbts li\u00e9s aux essais et aux erreurs.<\/p>\n\n\n\n Moulage en une seule pi\u00e8ce et structures complexes.<\/strong> L'approche de fabrication en couches de l'impression 3D offre une libert\u00e9 de conception sans pr\u00e9c\u00e9dent. Elle permet de mouler en un seul ensemble des noyaux de sable complexes qui devraient traditionnellement \u00eatre divis\u00e9s en plusieurs parties, comme les couloirs sinueux \u00e0 l'int\u00e9rieur d'un moteur. Non seulement cela simplifie le processus de moulage, mais plus important encore, cela \u00e9limine compl\u00e8tement le besoin d'assemblage, de collage et de d\u00e9salignement des noyaux, \u00e9radiquant ainsi les d\u00e9fauts courants tels que le pi\u00e9geage du sable, les d\u00e9viations dimensionnelles et les d\u00e9formations caus\u00e9es par de tels probl\u00e8mes.<\/p>\n\n\n\n La valeur de l'impression 3D va bien au-del\u00e0 de l'absence de moule. Elle conf\u00e8re au processus de fabrication une toute nouvelle dimension num\u00e9rique, permettant de valider et d'optimiser les donn\u00e9es avant que la fabrication physique n'ait lieu, transformant ainsi la \"rem\u00e9diation\" en \"anticipation\".<\/p>\n\n\n\n Simulation et conception num\u00e9riques.<\/strong> Au cours de la phase de conception num\u00e9rique pr\u00e9c\u00e9dant l'impression 3D, les ing\u00e9nieurs peuvent utiliser des logiciels avanc\u00e9s d'analyse par \u00e9l\u00e9ments finis (FEM) pour effectuer des simulations virtuelles pr\u00e9cises des processus de coul\u00e9e, de r\u00e9tr\u00e9cissement et de refroidissement. Il est ainsi possible d'anticiper et de corriger les d\u00e9fauts potentiels qui pourraient entra\u00eener une porosit\u00e9, un retrait ou des fissures avant la production r\u00e9elle. Par exemple, en simulant l'\u00e9coulement du m\u00e9tal liquide dans les canaux, la conception du syst\u00e8me de coul\u00e9e peut \u00eatre optimis\u00e9e pour assurer un remplissage en douceur et une ventilation efficace. Cette anticipation num\u00e9rique am\u00e9liore consid\u00e9rablement le taux de r\u00e9ussite du premier essai et garantit les rendements de coul\u00e9e \u00e0 la source.<\/p>\n\n\n\n Excellentes propri\u00e9t\u00e9s du sable.<\/strong> Les moules en sable imprim\u00e9s en 3D, gr\u00e2ce \u00e0 leur construction couche par couche, peuvent atteindre des densit\u00e9s uniformes et une perm\u00e9abilit\u00e9 \u00e0 l'air qu'il est difficile d'obtenir avec les proc\u00e9d\u00e9s conventionnels. Ces caract\u00e9ristiques sont cruciales pour le processus de moulage. Une perm\u00e9abilit\u00e9 au gaz uniforme garantit que les gaz g\u00e9n\u00e9r\u00e9s \u00e0 l'int\u00e9rieur du moule de sable peuvent s'\u00e9chapper en douceur pendant le processus de coul\u00e9e, ce qui r\u00e9duit consid\u00e9rablement les d\u00e9fauts de porosit\u00e9 caus\u00e9s par une mauvaise ventilation.<\/p>\n\n\n\n Refroidissement avec forme.<\/strong> La technologie de refroidissement conforme est une autre application r\u00e9volutionnaire de l'impression 3D dans le domaine des moules de coul\u00e9e. Les inserts de moules fabriqu\u00e9s par impression 3D de m\u00e9tal sont dot\u00e9s de canaux de refroidissement qui peuvent \u00eatre con\u00e7us pour imiter exactement les contours de la surface du moule. Cela permet d'obtenir un refroidissement rapide et uniforme, r\u00e9duisant consid\u00e9rablement la d\u00e9formation et le r\u00e9tr\u00e9cissement caus\u00e9s par une contraction in\u00e9gale, ce qui r\u00e9duit consid\u00e9rablement le taux de rebut. D'apr\u00e8s les donn\u00e9es disponibles, les moules dot\u00e9s d'un refroidissement continu peuvent r\u00e9duire la dur\u00e9e des cycles d'injection de 70%, tout en am\u00e9liorant consid\u00e9rablement la qualit\u00e9 des produits.<\/p>\n\n\n\n Du \"t\u00e2tonnement physique\" \u00e0 la \"prospective num\u00e9rique\".<\/strong> La principale contribution de l'impression 3D est de transformer le mod\u00e8le traditionnel de fonderie \"essais et erreurs\" en \"fabrication anticip\u00e9e\". Elle permet aux fonderies d'effectuer de nombreuses it\u00e9rations dans un environnement num\u00e9rique de mani\u00e8re rentable, ce qui constitue un changement fondamental dans l'\u00e9tat d'esprit et le processus commercial. Ce mod\u00e8le de \"fabrication hybride\" facilite l'adoption de l'impression 3D par les fonderies traditionnelles et permet la production la plus efficace. Par exemple, l'impression 3D peut \u00eatre utilis\u00e9e pour cr\u00e9er les noyaux de sable les plus complexes et les plus sujets aux erreurs, qui peuvent ensuite \u00eatre combin\u00e9s avec des moules de sable fabriqu\u00e9s \u00e0 l'aide de m\u00e9thodes traditionnelles, ce qui permet de \"tirer parti des points forts\".<\/p>\n\n\n\n En tant que pionnier et leader dans le domaine de la fabrication additive en Chine, 3DPTEK apporte un soutien solide \u00e0 l'industrie de la fonderie gr\u00e2ce \u00e0 son \u00e9quipement de base d\u00e9velopp\u00e9 par ses soins.<\/p>\n\n\n\n Les principales lignes de produits de l'entreprise sont les suivantesImprimante \u00e0 sable 3DP<\/strong>qui met en \u00e9vidence son leadership en mati\u00e8re de technologie. Appareils phares3DPTEK-J4000<\/a>Avec une taille de moulage extra-large de 4000 x 2000 x 1000 mm, elle est tr\u00e8s comp\u00e9titive dans le monde entier. Cette grande taille permet de mouler des pi\u00e8ces complexes et de grande taille en une seule pi\u00e8ce, sans qu'il soit n\u00e9cessaire de les assembler, ce qui \u00e9limine les d\u00e9fauts potentiels caus\u00e9s par l'assemblage. En m\u00eame temps, par exemple<\/p>\n\n\n\n1.2 Le dilemme \"co\u00fbt \u00e9lev\u00e9\" et \"faible efficacit\u00e9\" de la fabrication traditionnelle de moules<\/h3>\n\n\n\n
Chapitre 2 : L'impression 3D : une avanc\u00e9e r\u00e9volutionnaire, de la technologie \u00e0 la solution<\/h2>\n\n\n\n
2.1 Production sans moule : \u00e9liminer les causes profondes de l'obsolescence<\/h3>\n\n\n\n
2.2 Optimisation du processus : des donn\u00e9es pour garantir la qualit\u00e9 de la coul\u00e9e<\/h3>\n\n\n\n
Chapitre 3 : SANTI TECHNOLOGY : un moteur num\u00e9rique pour renforcer l'industrie de la fonderie<\/h2>\n\n\n\n
3.1 \u00c9quipement de base : \"force vive\" pour l'innovation en mati\u00e8re de moulage<\/h3>\n\n\n\n