Chambre froide ou chambre chaude ? Quelle machine de moulage sous pression convient à l'application ?
Les termes « chambre froide » et « chambre chaude » désignent deux procédés fondamentaux du moulage sous pression. La différence réside principalement dans la manière dont le métal en fusion est acheminé vers l'unité de moulage. Dans la pratique, c'est cette séparation structurelle qui détermine les matériaux adaptés, le cycle, les équipements périphériques et, en fin de compte, le choix de la machine de moulage sous pression la plus adaptée à la production.
Quelle est la différence entre le moulage sous pression à chambre froide et le moulage sous pression à chambre chaude ?
Dans le cas du moulage sous pression à chambre chaude l'unité de coulée est en contact direct avec le métal en fusion dans le four. La chambre de coulée peut se remplir à nouveau de métal en fusion après une coulée, sans qu'il soit nécessaire de transporter le métal séparément jusqu'à la machine. Ce procédé est principalement utilisé pour le zinc et certains alliages de magnésium .
Dans le cas du moulage sous pression à chambre froide , le métal fondu est quant à lui préparé à l’extérieur de l’unité de moulage et dosé dans la chambre de moulage pour chaque coulée. Ce procédé est particulièrement adapté au moulage sous pression de l’aluminium .
La différence fondamentale réside dans la phase précédant le processus de moulage proprement dit
Le moulage sous pression repose toujours, dans un premier temps, sur le même principe de base : du métal liquide est injecté dans un moule métallique permanent fermé, où il se solidifie avant d’être démoulé sous forme de pièce moulée. Les Les vitesses de remplissage élevées et les pressions élevées rendent ce procédé particulièrement intéressant pour les pièces précises, à parois minces et produites en grandes séries.
La chambre froide et la chambre chaude se distinguent donc moins par leur objectif que par la manière d’y parvenir. La question décisive est la suivante : Où se trouve la masse fondue et comment parvient-elle jusqu’à la chambre de coulée ?
Courtes distances entre la masse fondue et le moule de moulage sous pression
Dans le procédé à chambre chaude, la chambre de coulée se trouve directement dans ou à proximité du bain de métal chauffé. Lorsque le piston de coulée se rétracte après un cycle de coulée, du métal liquide peut à nouveau pénétrer dans la zone de coulée. Lors de la coulée suivante, le métal en fusion est poussé, via le dispositif de coulée et la buse, dans le moule de moulage sous pression fermé.
Le transport séparé d'une portion de métal depuis un four externe vers une chambre de coulée disposée horizontalement n'est plus nécessaire. Cela permet de réduire les temps morts. Les machines à chambre chaude peuvent donc atteindre des cycles de production très courts, notamment avec des matériaux adaptés et des volumes de production élevés.
Le domaine d’application classique est le moulage sous pression du zinc. Certains alliages de magnésium peuvent également être traités sur des machines à chambre chaude spécialement conçues à cet effet.
Vous trouverez les machines actuellement disponibles chez FISS sous la rubrique machines de moulage sous pression à chambre chaude d'occasion .
Alimentation en métal fondu séparée pour l’aluminium et grandes cellules de moulage
Dans une machine de moulage sous pression à chambre froide, les principaux composants de l'unité de moulage se trouvent à l'extérieur du bain de fusion. Le métal est fondu ou maintenu à température dans un four séparé, puis introduit dans la chambre de coulée pour chaque cycle de coulée.
Le dosage peut, par exemple, s’effectuer via un four de dosage , un doseur de métal ou tout autre dispositif d'alimentation automatisé. Par la suite, le piston de coulée achemine le métal en fusion à travers le système de coulée vers le moule fermé.
Ce principe de fonctionnement est particulièrement important dans le moulage sous pression de l’aluminium. Les installations à chambre froide font souvent partie de cellules de moulage sous pression automatisées de grande envergure, dans lesquelles la machine principale, l'alimentation en métal, la pulvérisation du moule, le déchargement, le contrôle de la température et la finition sont coordonnés entre eux.
Vous trouverez des installations adaptées dans la rubrique machines de moulage sous pression à chambre froide d'occasion .
Chambre froide et chambre chaude en un coup d’œil
| Critère | Chambre chaude | Chambre froide |
|---|---|---|
| Unité de coulée | Est directement reliée au métal en fusion dans le système de four . | Se trouve à l'extérieur du bain de fusion. |
| Alimentation en métal | La chambre de coulée peut se remplir à nouveau à partir du bain de métal. | Le métal est dosé séparément dans la chambre de coulée pour chaque coulée . |
| Matériaux typiques | Principalement le zinc, mais aussi certains alliages de magnésium ainsi que des alliages à bas point de fusion. | Principalement l’aluminium, mais aussi, selon le procédé, le magnésium, le cuivre et d’autres alliages adaptés. |
| Durée du cycle | Tendance à la réduction, car aucun transfert séparé du métal vers la chambre de coulée n'est nécessaire. | Étape supplémentaire due au dosage de la masse fondue. |
| Équipements périphériques typiques | Four/cuve de coulée, technique de pulvérisation, prélèvement, régulation de température, techniques de transport et de séparation. | Four de dosage ou dosage de métaux, installation de pulvérisation, robots, régulation de température, refroidissement et, souvent, presse à ébavurer. |
| Environnement de production typique | Production en série à cadence élevée, en particulier dans le domaine du moulage sous pression de zinc. | Cellules de moulage sous pression d’aluminium, de la machine individuelle à la cellule de production entièrement automatisée. |
Quel matériau est traité selon quel procédé ?
Dans de nombreux projets, l’orientation initiale peut déjà être déterminée à partir de le matériau. Néanmoins, un alliage ne doit pas être évalué uniquement sur la base de son métal de base. La composition, la temperature de transformation, la pièce et le processus de production doivent être pris en compte ensemble.
Le principal domaine d’application du moulage sous pression industriel en chambre froide.
Très bien adapté à la production en série à cadence rapide en chambre chaude .
En fonction de l’alliage, de la pièce et du procédé, des solutions à chambre chaude et à chambre froide sont possibles.
Pour les alliages de cuivre adaptés, le procédé de chambre froide peut être envisagé.
Les deux procédés nécessitent plus qu’une simple unité de coulée
Quel que soit le procédé, une machine de moulage sous pression se compose, par principe, de deux zones fonctionnelles centrales : l'unité de moulage et l'unité de fermeture du moule et l'unité de coulée.
L'unité de fermeture du moule ouvre et ferme le moule de moulage sous pression et doit le maintenir fermé de manière fiable pendant le processus de moulage . L'unité de coulée achemine le métal en fusion à la vitesse requise dans le moule et génère la pression nécessaire au processus.
À cela s’ajoutent, entre autres, l’unité d’éjection, les tire-noyaux, l’entraînement de la machine et la commande. Dans une cellule de production réelle, ce système est souvent complété par une technique de pulvérisation dans le moule, des robots, un système de régulation de température, l'alimentation en métal, un système de convoyage et le post-traitement.
Vous trouverez également les composants correspondants chez FISS dans le domaine de de l’automatisation pour le moulage sous pression à chambre froide et l’automatisation du moulage sous pression à chambre chaude .
Exemple pratique d'une machine de moulage sous pression à chambre chaude
Des schémas techniques expliquent le procédé. Un aperçu de véritables machines d'occasion montre en outre comment cette technologie est mise en œuvre dans une installation industrielle.
La bonne marche à suivre : d’abord le processus, puis la machine concrète
Une méthode courante pour rechercher des machines d'occasion consiste à : définir la force de fermeture souhaitée, puis à rechercher un modèle adapté. Cela ne suffit toutefois pas pour effectuer une sélection technique fiable.
Définir le matériau et le procédé
L’aluminium conduit généralement au procédé à chambre froide, le zinc, quant à lui, au procédé à chambre chaude. Pour le magnésium, il faut examiner plus en détail le procédé concret.
Vérifier la pièce et le moule
Le poids de la pièce moulée, la surface projetée, les dimensions de l'outil, l'épaisseur des parois et les exigences de qualité déterminent en grande partie la conception technique.
Réglage des paramètres de la machine
Ce n'est qu'à ce stade que la force de fermeture, l'unité d'injection, l'espace de moule, la taille des plaques, l'espacement des colonnes, la commande et d'autres caractéristiques de la machine sont évalués.
Considérer l'ensemble de la cellule de moulage sous pression
L’alimentation en métal, la pulvérisation, le démoulage, la régulation de température, le refroidissement, la manutention et l’ébavurage sont autant de facteurs qui déterminent si une machine peut être intégrée de manière productive dans le processus.
À quoi faut-il prêter attention lors de l'achat d'une machine de moulage sous pression d'occasion ?
Une fois le procédé approprié déterminé, commence l’évaluation proprement dite de la machine. Le fabricant et l’année de construction fournissent certes des premières indications, mais ne permettent pas à eux seuls de déterminer si une installation est adaptée à la production prévue.
- force de fermeture adaptée à la pièce et à l'outil
- Unité d'injection, poids par injection et conception de la chambre d'injection
- Dimensions de l'outil, taille des plaques et espace disponible pour l'outil
- État de l'unité de fermeture, du système hydraulique et de l'unité d'injection
- Commande, version logicielle et interfaces
- Technique d'éjection et d'extraction des noyaux
- Four, dosage et alimentation en métal
- Injection, démoulage, régulation de température et ébavurage
- Documentation et historique connu des opérations de maintenance ou de révision
- Conditions de démontage, de transport et de remise en service
C'est justement dans le cas des grandes chambres froides qu'il est utile d'examiner l'ensemble du système. Une machine principale peut être techniquement adaptée, mais peut néanmoins s'avérer peu rentable si des périphériques essentiels font défaut ou si les composants existants ne sont pas adaptés à la production prévue.
Voici un aperçu des machines de moulage sous pression d’occasion est disponible directement chez FISS.
Trois situations de départ typiques
Boîtiers en aluminium en série industrielle
Pour l'aluminium, le choix se porte généralement sur le procédé de moulage à chambre froide. Il faut ensuite définir le moule, la force de fermeture, le groupe de coulée, le poids par pièce et la automatisation requise.
Pièce en zinc à grande série
Pour les pièces moulées sous pression en zinc classiques, le procédé à chambre chaude est souvent la solution la plus évidente. La connexion directe à la masse fondue permet des parcours de processus courts et des cadences de production élevées.
L'outil existant doit être réutilisé
Dans ce cas, la distinction entre « chambre chaude » et « chambre froide » ne suffit pas. Les dimensions du moule, la force de fermeture, l’unité de coulée, les interfaces et les périphériques doivent être adaptés à une machine d’occasion spécifique.
Le choix du matériau donne le cap – l’application est déterminante
La différence technique entre la chambre froide et la chambre chaude s’explique clairement : sur les machines à chambre chaude, l’ unité de coulée est directement en contact avec la masse fondue. Dans le cas du procédé à chambre froide, le métal est préparé à l’extérieur de l’unité de moulage et dosé séparément pour chaque cycle.
Il en résulte des domaines d'application typiques : L'aluminium est principalement traité selon le procédé de moulage sous pression à chambre froide, tandis que le zinc l'est principalement selon le procédé de moulage sous pression à chambre chaude. Le magnésium peut, selon l'alliage et le procédé, être traité selon les deux principes de fonctionnement.
Pour le choix d'une machine de moulage sous pression d'occasion spécifique, cette classification n'est toutefois qu'un point de départ. Ce qui est déterminant, c'est toujours de savoir si la machine, l'outil, l'unité de coulée et l'automatisation s'adaptent, en tant que système global, à la production prévue.
Questions sur le moulage sous pression à chambre froide et à chambre chaude
Quelle est la principale différence entre la chambre froide et la chambre chaude ?
Dans le procédé à chambre chaude, l'unité de coulée est directement reliée à la masse fondue. Dans le procédé à chambre froide, le métal liquide est préparé séparément et dosé dans la chambre de coulée pour chaque cycle de coulée.
L'aluminium est-il moulé selon le procédé à chambre froide ou à chambre chaude ?
Dans le moulage sous pression industriel, l’aluminium est généralement traité à l’aide de machines de moulage sous pression à chambre froide. La masse fondue d’aluminium est préparée à l’extérieur de l’unité de moulage puis dosée.
Quel procédé est utilisé pour le moulage sous pression du zinc ?
Le moulage sous pression du zinc est principalement réalisé selon le procédé à chambre chaude . L'unité de moulage est directement en contact avec le métal en fusion, ce qui permet des parcours de processus particulièrement courts .
Le magnésium peut-il être moulé à chaud et à froid ?
Oui. En fonction de l'alliage, de la pièce et du procédé de production, le magnésium peut être moulé aussi bien sur des machines à chambre chaude que sur des machines à chambre froide.
Le moulage sous pression à chambre chaude est-il toujours plus rapide ?
Le principe de la chambre chaude réduit le transfert séparé de métal et permet donc en principe des temps morts plus courts. La durée réelle du cycle dépend toutefois également de la pièce, de l’outil, de la solidification, du processus de pulvérisation, du démoulage et de l’automatisation.
La force de fermeture est-elle suffisante pour choisir une machine de moulage sous pression ?
Non. Il faut également que, entre autres, le groupe de coulée, le poids par coulée, les dimensions du moule, l’espace de moulage, la taille des plaques, la commande, les périphériques et l’état technique soient adaptés à la production prévue.
Que faire si FISS ne propose actuellement aucune machine adaptée ?
Dans ce cas, FISS peut effectuer une recherche ciblée pour trouver une machine. Pour cela, les exigences techniques, le type de machine souhaité, les préférences en matière de fabricant et la durée du projet sont définis dans un profil de recherche.
Vous connaissez l’application – FISS recherche la machine adaptée.
Si aucune machine de moulage sous pression adaptée n'est actuellement disponible dans notre parc, FISS peut rechercher de manière ciblée des machines d'occasion adaptées ainsi que des cellules de moulage sous pression complètes. Plus les exigences en matière de matériaux, d’outillage et de production sont précises, plus la sélection technique peut être affinée de manière ciblée.
Source
Bührig-Polaczek, A. ; Michaeli, W. ; Spur, G. (éd.) : Manuel du moulage, Carl Hanser Verlag, chapitre 1.6.4 « Moulage sous pression ».
