La fonderie de précision comparée aux autres procédés de fabrication

Matrice de comparaison

Orientation qualitative uniquement, sur une échelle de 1 à 5 où 5 est le plus favorable. Ces notes résument l'expérience générale de l'industrie ; fournisseurs, alliages et dimensions peuvent s'en écarter sensiblement.

Lecture de la matrice

La matrice compare la pratique industrielle typique. Elle ne classe pas les procédés globalement, car les critères n'ont pas le même poids pour chaque pièce. Une pièce de forme simple en grande série pondérera le coût d'outillage et la mise au mille tout autrement qu'un prototype complexe.

Procédé par procédé

• Le moulage sable offre la plus large gamme de tailles et un faible coût de modèle, avec des tolérances et une surface plus grossières. C'est le choix naturel pour les grandes pièces lourdes.
• Le moulage en carapace (Croning) utilise des carapaces de sable lié à la résine formées contre des modèles métalliques chauffés. Précision et surface se situent entre le sable et la fonderie de précision ; il convient aux moyennes séries de pièces en fonte et en acier de complexité modérée.
• La coulée en coquille par gravité et la coulée sous pression utilisent des moules permanents en acier et sont limitées aux alliages à plus bas point de fusion tels que l'aluminium, le zinc et le magnésium. La coulée sous pression est sans rivale pour les pièces à parois minces en très grande série, mais exige un investissement d'outillage élevé et limite les contre-dépouilles.
• La coulée centrifuge produit des bagues, des douilles et des tubes denses ; les formes sont essentiellement de révolution.
• Le procédé lost foam permet des formes complexes sans noyaux, principalement en fonte et en aluminium, avec une surface et une précision inférieures à celles de la fonderie de précision.
• La forge donne une structure corroyée et une haute résistance en fatigue. Les formes sont plus simples, dépouille et bavure sont nécessaires, et un usinage important suit généralement.
• L'usinage CNC dans la masse ne demande aucun outillage et offre la plus haute précision ; les pertes de matière et le temps de cycle augmentent fortement avec la complexité et avec les alliages difficiles.
• Le moulage par injection de métal (MIM) réalise de très petites pièces complexes en très grand nombre ; la masse et l'épaisseur des pièces sont limitées et l'outillage est coûteux.
• La tôlerie et le mécanosoudage sont souples pour les faibles quantités et les grandes structures ; la précision dépend des montages, et les soudures introduisent des déformations et un effort de contrôle.
• La fabrication additive offre la plus grande liberté de forme sans outillage, à un coût par pièce élevé et avec ses propres questions de surface et de propriétés. Elle complète aussi la fonderie de précision en fournissant des modèles imprimés.

Raisonner en coût total

Une comparaison pertinente suit la pièce jusqu'à son état fini :

1. l'outillage et son amortissement sur la quantité prévue ;
2. le brut (pièce moulée, pièce forgée, barre), mise au mille comprise ;
3. le temps et l'outillage d'usinage, qui dépendent de la proximité du brut avec la forme finale ;
4. le traitement thermique, le traitement de surface et les essais ;
5. les opérations d'assemblage ou de soudage qu'une conception monobloc éviterait ;
6. le risque qualité et la logistique.

La fonderie de précision l'emporte typiquement lorsque les postes 3 et 5 dominent le coût des alternatives.

Combiner les procédés

Les procédés sont souvent combinés : une pièce de fonderie de précision à faces fonctionnelles usinées, une pièce moulée soudée dans une structure mécanosoudée, ou des modèles imprimés pour le premier lot suivis d'un moule à cire pour la série. Par l'intermédiaire de Modulus Metal, des alternatives telles que le moulage sable, la coulée sous pression et l'usinage dans la masse peuvent être évaluées pour la même pièce ; voir capacités.