Guide d’approvisionnement pour les pièces de fabrication de moulage au sable de Turquie | de Modulus Metal

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MODULUS METAL : Fournisseur et exportateur de produits de fonderie au sable en Turquie

Avec un moulage au sable, vous pouvez créer des formes complexes avec de nombreuses contre-dépouilles, trous, bossages et saillies puisque le moule peut être construit à partir de plusieurs composants. Cela implique que des composants complexes avec des canaux internes et des passerelles impossibles à réaliser avec d’autres techniques peuvent être construits assez facilement.

Les prix des outils peuvent être relativement modestes et la plupart des ajustements d’outils sont simples et rentables. Le moulage au sable est une excellente option pour la production et le prototypage précoces car il permet la possibilité de modifications de conception.

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NORMES, TOLÉRANCES ET LIMITES DE PROCÉDÉ
Taux de production : avant que le moulage sous pression ne devienne une alternative viable, les composants peuvent être produits en quantités économiquement réalisables allant jusqu’à 1 000 à 5 000 par an. Le moulage au sable, cependant, peut continuer à être une option de production pratique à plus de 1 000 000 d’unités par an pour les composants qui ne peuvent pas être produits à l’aide d’autres techniques, telles que le moulage sous pression.

Pour les alliages légers, l’épaisseur de paroi minimale typique est de 3 mm ; pour l’acier et autres alliages ferreux, il est plus proche de 5 ou 6 mm. L’alliage spécifique aura un impact significatif sur cela, il est donc important de demander des recommandations à la fonderie.

Épaisseur de paroi maximale : des sections de plus de 100 mm d’épaisseur sont possibles

Angles de dépouille : des angles de dépouille de 1 à 5 degrés doivent être utilisés.

Les tolérances linéaires pouvant être atteintes sont de +/- 0,4 à 0,5 mm, avec 0,25 à 0,25 mm supplémentaires sur les lignes de séparation du moule et les joints de noyau.

Les tolérances linéaires sont généralement de +/- 1 mm, avec un supplément de +/- 1 mm sur les lignes de séparation du moule et les joints de noyau.

Planéité : 0,1 mm par 25 mm est habituel (hors piqûres localisées)

Finition : 3,2-25,0 Ra (micromètres)

Les tolérances d’usinage typiques sont de 0,5 à 1,6 % ou de 1,5 à 6 mm.

Restrictions de taille : des plages de poids allant de 20 g à plusieurs centaines de tons sont possibles.

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QUELLE EST LA DURÉE DE VIE DES OUTILS DE MOULAGE AU SABLE ?

Le choix du matériau d’outillage dépend du volume de production global estimé et de la probabilité d’un changement de conception. Le panneau de polyuréthane peut être usiné assez rapidement et facilement modifié en termes de dimensions ou de caractéristiques. La durée de vie de l’outillage serait probablement d’environ 5000 unités, mais selon la complexité du modèle, elle peut être beaucoup plus élevée.

L’outillage en aluminium serait la prochaine étape naturelle après le panneau en polyuréthane (PU) car il offre un usinage relativement simple tout en étant plus durable que le polyuréthane, avec une durée de vie allant généralement de 50 000 à 100 000 unités.

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QUEL TYPE DE MOULAGE AU SABLE VOUS CONVIENT LE MIEUX ?

Il y a différentes étapes dans le processus de moulage au sable. La méthode la plus populaire de moulage au sable est le moulage au sable vert car c’est la moins chère, mais les tolérances sont les plus élevées. D’autre part, le moulage au sable sec (sable lié chimiquement) fournit des moulages plus précis avec un poli de surface supérieur, mais comme le moule doit subir un traitement supplémentaire, il est invariablement plus cher. Ce coût est tout à fait pertinent pour l’ensemble du projet, car des moulages plus précis peuvent nécessiter moins d’usinage et de marge de tolérance, ce qui nécessiterait moins de processus supplémentaires et entraînerait un coût global inférieur.

Les noyaux de moule sont normalement créés à l’aide de la technique de moulage au sable sec ou d’une variante de celle-ci, qu’ils soient utilisés avec un moulage au sable vert ou sec.

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Que signifient Sable sec et Sable vert ?

Les moules pour le moulage au sable vert sont créés à partir de sable qui a été joint à de l’argile et de l’eau. Parce que le sable est facilement recyclable et compressible, le démoulage et le retraitement sont à la fois moins coûteux et plus simples. La coulée dans du sable sec crée un moule plus solide. En améliorant la liaison entre les grains de sable, soit par l’application de chaleur et une combinaison de résine thermodurcissable, injection de gaz – avec des résines réagissant chimiquement, soit simplement en mélangeant de la résine durcissant à l’air avec le sable, cette résistance est acquise. En raison de la composition de la résine, moins de sable peut normalement être récupéré qu’avec le moulage au sable vert. En raison de la résistance accrue des moules, le démoulage prend plus de temps. Une variété de types de moules sont utilisés pour le moulage au sable sec, qui dépendent tous d’une réaction chimique, souvent le durcissement d’une résine mélangée au sable. Les termes air set, sans boîte, à boîte froide, à gaz, sans cuisson et moulage au sable lié chimiquement sont également utilisés pour décrire le moulage au sable sec.

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NORMES DE TOLÉRANCE CONNEXES
ISO 8062-1:2007 – Spécifications géométriques des produits (GPS) — Tolérances dimensionnelles et géométriques pour les pièces moulées — Partie 1: Vocabulaire

ISO/TS 8062-2:2013 – Spécifications géométriques des produits (GPS) — Tolérances dimensionnelles et géométriques pour les pièces moulées — Partie 2: Règles

ISO 8062-3:2007 – Spécifications géométriques des produits (GPS) — Tolérances dimensionnelles et géométriques pour les pièces moulées — Partie 3: Tolérances dimensionnelles et géométriques générales et tolérances d’usinage pour les pièces moulées

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Limitations : Moulage au sable sec ou vert
La taille du composant est limitée par la taille du flacon ou de la boîte à moules car le moulage au sable vert est effectué à l’intérieur de l’un d’eux. Il est sage de se renseigner sur la taille standard de la boîte car il s’agit généralement d’une norme établie pour votre fonderie. Le nombre de composants que vous pouvez installer dans une boîte de moule affectera directement votre taux de production et vos coûts, car une seule boîte de moule peut inclure de nombreuses cavités de moule qui sont coulées à l’aide du même système de porte.

Étant donné que le modèle de moule est conçu pour s’adapter au composant coulé plutôt qu’à un volume fixe, comme pour le moulage au sable vert, le moulage au sable sec n’est pas limité par la taille de la boîte.

En raison de la diminution de la résistance de surface du moule, le moulage au sable vert ne convient pas aux géométries longues et minces comme les ailettes ou les poches profondes. Cela est dû à la possibilité que la pression du métal en fusion entrant dans le moule soit suffisante pour déformer ou effacer des caractéristiques spécifiques.

La stabilité dimensionnelle du moulage au sable sec, en revanche, est nettement supérieure sous la pression du métal en fusion lorsqu’il pénètre dans le moule, ce qui permet la possibilité de détails plus fins avec des sections longues et minces.

Techniques de test

Pour les pièces moulées en acier finies, l’inspection par particules magnétiques ainsi que le ressuage peuvent être utilisés pour vérifier la porosité et la fissuration.

Pour vérifier les pièces moulées à la recherche de défauts internes et conserver un enregistrement permanent de l’enquête, les rayons X sont fréquemment utilisés. Les tests par ultrasons sont une autre option, mais ils ne produisent pas un enregistrement qui durera éternellement. L’inspection visuelle permet de repérer facilement les défauts et les lacunes connues de certains composants.

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NORMES D’ESSAI CONNEXES
ISO 4986: 2010 Pièces moulées en acier – Inspection par particules magnétiques

ISO 4987: 2010 Pièces moulées en acier – Inspection par ressuage

ISO 4992-1:2006 Pièces moulées en acier — Examen par ultrasons — Partie 1 : Pièces moulées en acier à usage général

ISO 4992-2:2006 Pièces moulées en acier — Examen par ultrasons — Partie 2 : Pièces moulées en acier pour composants fortement sollicités

ISO 4993:2009 Pièces moulées en acier et en fonte — Contrôle radiographique

ISO 11971:2008 Pièces moulées en acier et en fonte — Examen visuel de la qualité de surface

Les moulages au sable sont également fréquemment soumis à des tests de pression car le métal en fusion ne doit remplir le moule que par gravité, ce qui entraîne toujours une certaine porosité dans le moulage. Cela peut être réduit avec un système de porte, de glissière et d’alimentation bien conçu; généralement, votre fonderie se chargera de la conception de ce composant.

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TRAITEMENT THERMIQUE

Une fois que le moule en sable a été séparé de la coulée, un post-traitement supplémentaire est nécessaire en plus du retrait évident des portes, des canaux et des mangeoires. Les bavures et toutes les marques témoins restantes sont éliminées des portes, des mangeoires et des glissières par ébavurage, ponçage et meulage.

Après cela, les pièces moulées nécessitent normalement un nettoyage supplémentaire, qui est généralement effectué à l’aide d’un grenaillage. Cela élimine la décoloration et crée une finition de surface uniforme sur toute la surface de la pièce. Tout traitement thermique entraînant une décoloration de la surface peut être suivi de cette opération.

Le traitement thermique est fréquemment appliqué aux pièces moulées ferreuses et non ferreuses pour une variété d’avantages, notamment une réduction des contraintes, une usinabilité améliorée et une plus grande résistance.

Création d’un moulage au sable de votre conception

Il reste encore du travail à faire pour convertir la géométrie terminée souhaitée d’un modèle 3D en géométrie coulable. la conception du système de glissière, de porte et d’alimentation, ainsi que l’incorporation de la tolérance d’usinage, de la tolérance de tolérance et de la tolérance de retrait.

Simulation de processus pour la coulée
Les logiciels de simulation du remplissage et du refroidissement du moule tout au long du processus de coulée sont largement disponibles. Pour aider à améliorer et à préparer la géométrie pour la coulée, l’analyse des zones de porosité, des caractéristiques gênantes et du retrait prévu peut être effectuée.

Allocation de surdimensionnement
Afin de tenir compte du retrait, votre fonderie augmentera normalement les dimensions du composant. Selon le matériau, cette augmentation peut aller de 5 à 20 %. Bien qu’il n’y ait aucune exigence pour votre conception ici, il est important de garder à l’esprit, en particulier lorsque vous parlez avec votre fonderie.

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INCONVENIENTS DU MOULAGE AU SABLE
Allocation de machine et inclusions de surface
Il est entendu que des grains de sable seront présents sous forme d’inclusions dans le matériau de surface du moulage. En effet, lorsque le métal en fusion traverse le moule, du sable meuble est absorbé. S’il est essentiel que la surface usinée soit entièrement exempte de grains de sable, cela doit être pris en compte lors du choix de la surépaisseur d’usinage.

Porosité
Même si la cavité du moule semble être pleine, ce n’est en fait pas parce que le métal liquide prend plus de place que le métal solide. Cependant, la viscosité du métal finit par dépasser la force d’étirage du retrait. Ceci est quelque peu résolu en utilisant des dispositifs d’alimentation pour permettre l’entraînement du métal encore sous forme liquide dans la cavité du moule. Cela indique que le métal continue de se refroidir et de se contracter sans ajout de nouveau matériau, ce qui entraîne une porosité.

Même lorsque le moulage au sable est bien conçu pour la procédure, la porosité est plus probable au sommet car les bulles de gaz dans le métal en fusion essaieront de grimper à travers le métal en fusion.

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En conséquence, la conception doit contenir des quantités appropriées de porosité. La porosité ne doit pas nécessairement affecter la fonctionnalité d’un composant, en particulier si elle n’affecte que la surface et peut être supprimée ultérieurement par usinage. De plus, même si une surface est poreuse, un test d’étanchéité peut déterminer si l’intégrité globale de l’étanchéité est encore suffisante pour la conception. Cependant, un usinage et un traitement supplémentaires peuvent provoquer une liaison des pores, entraînant des fuites même si une pièce moulée réussit un test d’étanchéité.

Un moulage peut être imprégné de résine si la porosité est un problème mais que la conception le permet. Au cours de ce processus, la résine est souvent pompée sous vide dans le moulage pour remplir les petits pores ainsi que la surface.

Considérations pour l’imprégnation de coulée
-Le composant terminé doit être imprégné après usinage. Cela n’a aucun effet sur la taille ou l’apparence finale.
-La présence de résine peut empêcher une soudure totalement intégrée lors du soudage d’un moulage.
-Les tests de décroissance de pression et de fuite peuvent s’avérer plus coûteux qu’une imprégnation à 100 %.
-La résine peut être infusée dans n’importe quel matériau moulé au sable.
Les composants qui n’ont jamais été conçus pour être « étanches » peuvent également rencontrer des problèmes en raison de la porosité. Des problèmes peuvent survenir avec le revêtement en poudre, en particulier parce que le composant “dégaze” lorsque le revêtement en poudre est cuit ou durci. La mauvaise adhérence du revêtement en poudre est causée par des gaz emprisonnés qui se dilatent simplement et se frayent un chemin vers la surface.

CONSEILS DE CONCEPTION POUR LE MOULAGE AU SABLE
Étant donné que le moulage au sable est une méthode très adaptable qui peut produire des formes et une géométrie interne très compliquées, les conseils de conception peuvent être plutôt généraux.

La fonderie devrait être impliquée dans les éléments de conception plus fins, mais plus tôt vous pouvez obtenir des conseils sur la façon d’optimiser une conception pour le moulage au sable, mieux c’est.

Rayons Des contours lisses et fluides ont un sens pour la géométrie car la procédure inclut le flux de métal en fusion. Cela évite les turbulences lors du remplissage du moule et un large éventail de défauts possibles.

Cependant, une épaisseur de matériau localisée plus élevée résultant d’un rayon accru est également indésirable et peut entraîner des défauts lorsque le matériau se refroidit et se rétracte.

Par conséquent, il est généralement recommandé de produire des coins lisses avec un rayon adapté à l’épaisseur du matériau moulé sur les surfaces du moule et tous les noyaux.

Rayons internes généralement égaux à 1 à 1,25 fois l’épaisseur de paroi

Épaisseur de paroi + rayons internes = rayons externes typiques

Par conséquent, il va sans dire qu’un rayon externe doit être ajouté en plus d’un rayon interne pour éviter une partie épaisse concentrée dans le coin de la coulée.

Le rayon peut être déterminé à partir de la section de paroi la plus fine lorsque plusieurs épaisseurs de paroi sont liées à un coin, mais soyez prêt à affiner cela avec votre fonderie.

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Changements de section ou “d’épaisseur”
Vous entendez maintenant que tout doit avoir une épaisseur de paroi constante, mais vous entendez également que vous devez inclure un angle de dépouille – deux suggestions qui, dans certaines situations, semblent être en contradiction l’une avec l’autre. Alors expliquons cela.

Bien qu’il soit souvent peu pratique d’avoir des parois d’épaisseur constante, l’idée n’est pas d’isoler des parties plus épaisses de la coulée pendant le refroidissement. La pièce la plus épaisse refroidira en dernier, et si toute la surface du métal s’est solidifiée avant elle, lorsqu’elle refroidit, elle ne peut pas “s’alimenter” des zones qui l’entourent, ce qui peut entraîner des défauts tels que la porosité ou la déchirure.

*Créez votre composant avec n’importe quel incrément d’épaisseur allant uniformément dans une direction.

Par conséquent, il est acceptable d’augmenter l’épaisseur de paroi de votre composant lorsque vous vous déplacez vers le “haut” s’il a une épaisseur de paroi de 3 mm en bas. En faisant « avancer » le matériau de haut en bas, vous pouvez éviter la porosité.

C’est une illustration très simplifiée car les composants réels sont beaucoup plus compliqués que cela. Par conséquent, je vous conseille de parler avec votre fonderie de la direction du moulage au sable dans le moule en sable avant de travailler sur la construction des murs pour permettre une alimentation correcte.

Lorsque des changements d’épaisseur drastiques sont nécessaires pour des raisons de conception ou de production, utilisez plutôt un cône pour obtenir le changement d’épaisseur souhaité.

Conicité minimale : 1:4 si l’épaisseur de la paroi est doublée.

Il est important d’explorer les possibilités de modifications d’épaisseur avec votre fonderie en fonction de votre matière.

L’utilisation de nervures ou d’âmes est une technique astucieuse pour augmenter la rigidité localisée d’un moulage au sable; ceux-ci peuvent améliorer considérablement la rigidité par rapport à une simple augmentation de l’épaisseur de paroi. Les nervures et âmes que vous concevez doivent respecter les mêmes exigences minimales d’épaisseur de paroi et de rayon.

Angles de dépouille
Le seul but des angles de dépouille est de permettre de retirer le moule en sable du modèle. Un tirant d’eau typique sur les surfaces internes et externes doit être d’environ 2 degrés ; 1 degré est très probable. Mais un autre facteur important dans la définition de l’angle qui peut être utilisé est la longueur ou la profondeur d’un élément ; plus la fonction est longue, plus l’angle nécessaire est raide.

Un angle de dépouille plus net de 3 à 5 degrés aidera grandement à fabriquer des moules à sable cohérents, même si cela n’est pas nécessaire à la conception.

La méthode précise de moulage au sable utilisée par votre fonderie aura par conséquent un impact considérable sur les angles de dépouille pouvant être obtenus. Le moulage au sable sec permet l’utilisation de minuscules angles de dépouille sur des profondeurs importantes, car les moules sont plus solides que ceux utilisés dans le moulage au sable vert.

Jonctions
Les zones d’épaisseur naturelle localisée, telles qu’une jonction en X ou en T, sont appelées jonctions. Par conséquent, vous devez faire preuve de prudence lors de la création d’entités menant à ces « jonctions ». Les éléments internes tels que les nervures et les bandes ou les saillies extérieures telles que les ailettes ou les supports sont des exemples courants de jonctions.

Lorsque des géométries externes et internes qui ne sont pas liées sur le plan fonctionnel sont positionnées sur la même partie de la paroi de coulée, des connexions moins visibles peuvent devenir apparentes. Par exemple, une nervure interne peut partager le même espace de mur de moulage qu’un bossage ou une patte à l’extérieur du moulage.

L’éloignement de ces caractéristiques fonctionnellement indépendantes sur la paroi du moulage minimiserait ou même éliminerait complètement l’épaississement localisé.

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Lignes de séparation
Une fois de plus, votre fonderie sera la mieux placée pour vous conseiller sur un bon plan de joint en raison de l’impact de son emplacement sur les tâches de conception qu’elle devra gérer.

Même lors de la création théorique, c’est une bonne idée de garder à l’esprit les lignes de séparation possibles, car elles peuvent imposer de nombreuses restrictions à votre conception.

Lors de la détermination d’une ligne de séparation, gardez à l’esprit ce qui suit :

  • Il devrait être sur les bords ou les coins d’un moulage au sable plutôt que sur des surfaces planes.
  • Il doit être aussi bas que possible dans le moulage au sable pour les matériaux moins denses (tels que les alliages d’aluminium).
  • Il doit être situé à mi-hauteur du moulage au sable dans les cas où le matériau est plus dense (comme le fer).
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SOMMAIRE

Le moulage au sable est un processus très flexible, et il y a beaucoup de choses qui peuvent être optimisées dans le processus de production pour atteindre les tolérances, les finitions et les prix que vous souhaitez. Une prise en compte précoce du processus de fabrication, comme toujours, se traduira par une conception fondamentalement plus rentable en termes de prix par pièce du produit et de coût de création du produit. J’espère que cet article vous a donné des indications sur les éléments à surveiller lors de la conception ainsi que des mots qui vous aideront à communiquer beaucoup plus efficacement avec votre fonderie.

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Comment trouver une fonderie de moulage au sable adaptée à vos besoins en Turquie ?

Il existe de nombreuses fonderies en Turquie qui se spécialisent à la fois dans le moulage par airset et dans le sable vert (et un mélange de tout ce qui se trouve entre les deux). Si vous recherchez un fabricant pour votre projet, rendez-vous sur la recherche de fournisseurs via Google ou sur les sites Web de recherche de fournisseurs, où vous pouvez rechercher un fabricant qui propose la combinaison de procédures dont vous avez besoin pour optimiser et rationaliser votre chaîne d’approvisionnement.

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