Dans cette chronique, notre troisième de la série traitant des techniques de fabrication, nous allons examiner un élément important à considérer en matière de techniques de fabrication, soit celui de la technique de coulée utilisée.
Choix de techniques
La technique de coulée fait référence à la méthode par laquelle le métal est déposé dans le moule. De façon générale, on parle de dépôt par gravité, vacuum, basse pression ou haute pression. Comme son nom l’indique, le moulage par gravité ne fait pas appel à une pression (positive ou négative) externe pour aider à déposer le métal liquide dans le moule. En raison de sa simplicité, cette technique est la moins dispendieuse des options, bien qu’elle donne aussi les résultats les moins consistants, notamment en raison du risque de porosité qu’elle présente. Par contre, elle est bien adaptée à l’aluminium, le magnésium, le cuivre, les alli- ages de zinc et les aciers.
Le remplissage sous vide (ou par vacuum) fait appel à une pression négative pour tirer le métal liquide (ou plutôt pour induire la pression atmosphérique à le pousser) à l’intérieur du moule. Contrairement au moulage par gravité, le métal est ici alimenté par la portion inférieure du moule. Plus complexe et dispendieuse, cette technique offre certains avantages, notamment la réduction de pertes et une meilleure uniformité du métal (les impuretés remontant à la surface en raison de leur légèreté, ainsi que la différence de pression assurant une meilleure distribution du métal). Enfin, le fait que la température du métal puisse être moins élevée est censé améliorer sa structure granulaire.
Passant d’une pression négative à positive, on fait parfois appel à une technique de remplis- sage par basse pression. Celle-ci est semblable à la méthode de remplissage sous vide en ce qui a trait à l’alimentation par le dessous du moule, sauf que dans ce cas-ci, on utilise une pression (au-delà de la pression atmosphérique) d’entre 5 à 15 lb/pi2 afin de forcer le métal à monter un tube de transport pour entrer dans le moule. Une fois le moulage solidifié, on relâche la pression. Les avantages de cette technique sont semblables à celles de la méthode sous vide, soit une meilleure densité, une uniformité, une structure granulaire, des tolérances et une répétitivité supérieures, le tout en raison de la diminution de la turbulence (comparativement au dépôt par gravité).
Enfin, la technique de moulage sous haute pression fait appel à une haute pression pour forcer le métal dans des moules usinés. Celle-ci s’avère la technique de prédilection lorsque des pièces de tailles petite à moyenne sont requises, avec une excellente finition et une constance dans les dimensions.
Le refroidissement
La vitesse de refroidissement a un impact majeur sur la qualité des moulages. Plus précisément, celle-ci affecte les microstructures et les propriétés. De façon générale, une région qui est refroidie rapidement aura une structure à grain fin, alors qu’une autre refroidie plus lentement possèdera une structure à gros grain.
La célèbre Ducati 848 2008 fut la première moto du fabricant à utiliser la technique de coulage sous vide Vacural. Celle-ci, en réduisant de façon considérable la porosité, l’inclusion de gaz et l’oxydation, a permis une haute précision et une plus grande ductilité pour l’alliage d’aluminium. Utilisé ensemble avec la technologie d’éléments finis (qui aide à déterminer où le poids pouvait être coupé sans compromettre la rigidité), le procédé Vacural a permis d’économiser 3,5 kg sur les carters du moteur.
Photo principale : L’intégrité des pièces réalisées par moulage par gravité est parfois compromise par la porosité.
