Les 3 principales méthodes de prototypage pour la moulée sous pression

Que voulez-vous de votre prototype ?

De nos jours, les consommateurs exigent la perfection de leurs produits. Et pour atteindre ce niveau de performance, les fabricants doivent soumettre leurs produits à des tests rigoureux afin d'assurer une fonctionnalité optimale. Dans de nombreux cas, les tests se déroulent en plusieurs itérations et nécessitent différents niveaux de fonctionnalité tout au long du processus. Et chacun de ces tests nécessite un prototype efficace.

Faut-il vérifier la puissance de votre composant ? Votre produit nécessite-t-il des tolérances exactes et dois-vous vérifier l'ajustement de la pièce ? Faut-il réviser l'épaisseur des parois dans certaines parties de la pièce à ajuster pour le poids ou l'ajustement ?

Le procédé de moulage sous pression n'est généralement pas adapté au prototypage à faible volume. Mais cela ne signifie pas que nous ne pouvons pas livrer pendant le processus de prototypage. Nous avons compilé une répartition des trois principaux procédés de prototypage que nos clients utilisent pour tester leurs composants sous pression.

Moulage en filage

La coulée par centrifugation est un procédé qui force le métal dans un moule en caoutchouc en utilisant la force centrifuge. Alors qu'auparavant les centrifugeuses étaient limitées aux matériaux spécialement formulés pour des points de fusion faibles, avec le temps, le procédé a évolué pour produire des composants avec des matériaux similaires à la moulée sous pression. Même si une lanceuse centrifuge ne peut pas utiliser exactement le même matériau qu'une matriceuse, grâce à des opérations de chauffage secondaire, la pièce en fonte par centrifugation peut atteindre la résistance d'un composant moulé sous pression avec ses géométries exactes. Plus la pièce est complexe, plus le processus de coulage par centrifugation est avantageux.

Le prototypage par coulage par centrifugation est idéal pour les projets de faible volume avec des géométries complexes nécessitant un délai rapide. Les pièces en coulage centrifugé peuvent conserver pratiquement les mêmes géométries que la fonte sous pression à des résistances similaires, elles sont donc idéales pour tester l'ajustement d'un composant lors du prototypage. Les pièces en coulage centrifugé ont un délai d'environ 1 à 3 semaines.

Machine à partir de la barre

L'usinage à partir de la barre est un procédé garantissant rapidité et efficacité économique à faible volume. Le procédé lui-même est assez simple : une billette de métal purifiée est découpée à la taille et à la forme de la pièce avec un tour ou une machine CNC. À faible volume, le procédé est plus rapide et moins coûteux que d'autres procédés de fabrication car le matériau est facilement disponible et il n'est pas nécessaire de concevoir ou de construire un outil. L'inconvénient de l'usinage à partir de barres est que la pièce a une faible ductilité et que les tolérances sont limitées au rayon du fraiseur — en d'autres termes, la tolérance et la géométrie ne peuvent pas être plus strictes que la courbure du mécanisme de coupe réel.

Si votre prototype doit passer des tests stricts d'allongement et de tolérance, l'usinage à partir de la barre n'est pas une option efficace. Cependant, ce procédé constitue une bonne option de prototypage pour les projets fonctionnant avec un budget et un calendrier stricts. Les délais d'usinage à partir de barres sont aussi courts qu'une semaine.

L'usinage à partir de barres est également une mesure efficace de la résistance ultime des composants moulés sous pression. De manière générale, les pièces usinées à partir de barres sont environ 15 % plus faibles que les pièces moulées sous pression en termes de résistance ultime et d'élasticité, car les pièces usinées n'ont pas la « peau » d'un composant moulé sous pression. Cependant, nos clients ont souvent utilisé des prototypes usinés pour tester la résistance ultime de leur composant. Si le prototype usiné réussit un test de résistance, alors le composant moulé sous pression résistera à des contraintes encore plus importantes. Et si votre composant sera coulé en aluminium en production de masse, l'usinage à partir d'un alliage de zinc et d'aluminium peut égaler la résistance d'un composant moulé sous pression en aluminium.

Vous souhaitez savoir comment faire correspondre un alliage usiné à la résistance d'un composant moulé sous pression ? Contactez l'un de nos ingénieurs pour en savoir plus sur les possibilités de prototypage de l'usinage.

Casting d'investissement

Pour les projets nécessitant des prototypes de répliques exactes, nous recommandons le casting à l'investissement. Puisque tant de choses peuvent être apprises à partir de la fonction d'un prototype, le besoin d'un prototype de qualité est crucial. Et lors de la conception de composants métalliques, une réplique exacte de votre pièce finale est le meilleur prototype que vous puissiez obtenir. La coulée par investissement permet aux ingénieurs concepteurs de repartir avec un prototype qui présente la géométrie, la tolérance, la résistance et la fonction exactes du composant final en métal moulé. Cela est particulièrement important pour les moulages sous pression en aluminium dans les applications qui passent par des tests de sécurité rigoureux.

Le procédé de coulée à l'investissement dans son ensemble convient parfaitement aux composants métalliques à faible volume. Mais le procédé peut être légèrement modifié pour répondre aux besoins de prototypage en une fraction du temps. Au lieu de construire un outil rigide, les ingénieurs en moulage à l'investissement peuvent imprimer en 3D des motifs de cire pour former des géométries de pièces afin de réduire les délais et les coûts. Ensuite, la pièce peut être coulée normalement avec n'importe quel métal de coulée à la source. Le prototype résultant est une réplique exacte de ce qui sera la pièce finale en métal moulé, de sorte que toute opération secondaire nécessaire au client peut être appliquée à la pièce, y compris l'assemblage, le traitement thermique, le soudure, le placage et la peinture.

Motif et prototype de cire imprimés en 3D produits en interne avec notre société sœur, Signicast.

Comme pour tout procédé de fabrication, le prix d'un prototype augmentera à mesure que les tolérances dimensionnelles et les critères d'inspection deviennent plus stricts. L'implication précoce et les contributions des ingénieurs techniques lors de la phase de conception permettent aux clients de surmonter les problèmes traditionnels de tolérance à la coulée liés au prototypage. Cela est réalisé grâce à l'innovation et à une technologie de pointe pour garantir une conformité à 100 % aux spécifications telles qu'elles sont fabriquées, livrées dans les délais et au coût total le plus bas. Les délais de livraison des prototypes avec coulage à l'investissement varient selon la complexité des pièces, mais durent généralement entre 5 jours et 4 semaines.

Quel processus de prototypage est le mieux adapté pour moi ?

Le meilleur processus de prototypage pour votre composant sous pression dépend de nombreux facteurs. Vous devez prendre en compte vos restrictions budgétaires, les restrictions matérielles, le calendrier des essais et la rigueur des tests auxquels votre prototype sera soumis. Si vous n'êtes toujours pas sûr du processus qui vous convient, contactez l'un de nos ingénieurs Dynacast. Nous pouvons gérer vos besoins en prototypage et garantir que votre projet dispose d'une base solide pour passer à la production de masse en moulage sous pression.