Moulage sous pression :
zinc, aluminium, magnésium -
précision et cadence industrielle
Le moulage sous pression (die casting) injecte un alliage métallique liquide sous haute pression dans un moule en acier. Précision dimensionnelle au centième de millimètre, cadences élevées, pièces complexes en une seule opération. Depuis 1996, CadNov pilote vos projets fonderie sous pression de A a Z.
Qu'est-ce que le moulage sous pression ?
Le moulage sous pression consiste a injecter un alliage métallique fondu a très haute pression (150 a 1 200 bar) dans un moule en acier refroidi a l'eau. La matière se solidifie en quelques secondes, épousant parfaitement l'empreinte. Le moule s'ouvre, la pièce est éjectée, et le cycle recommence.
Contrairement a la fonderie gravitaire (coulée par gravite), le moulage sous pression permet d'atteindre des parois très minces (0,5 - 1,5 mm), une précision dimensionnelle de +/-0,05 a +/-0,2 mm et des états de surface directement utilisables - souvent sans usinage secondaire.
C'est le procédé métallique équivalent a l'injection plastique : hautes cadences, outillage précis, grande répétabilité. La différence fondamentale : on travaille avec des alliages non-ferreux (zinc, aluminium, magnésium, cuivre).
Ce que CadNov apporte
CadNov coordonne vos projets de moulage sous pression : qualification du besoin, choix de l'alliage et du procède (chambre chaude ou froide), rédaction du cahier des charges moule, sélection du fondeur parmi notre réseau France/Europe/Asie, suivi des essais et qualification des pièces.
Notre positionnement d'intégrateur indépendant vous garantit l'accès aux meilleurs fondeurs sans conflit d'intérêt. Nous savons aussi vous dire quand le moulage sous pression est plus pertinent que l'injection plastique - et inversement.
Moulage sous pression ou injection plastique ?
Si votre pièce doit conduire la chaleur, résister a des températures supérieures a 130 degrés C, supporter des contraintes mécaniques élevées ou offrir un blindage électromagnétique - le moulage sous pression est souvent la bonne réponse. CadNov réalise gratuitement cette analyse comparative pour vous.
Le cycle moulage sous pression - 5 phases
Alliage fondu maintenu en température dans un creuset chauffe (chambre chaude) ou four sépare (chambre froide)
Métal liquide injecte dans le moule ferme a 150-1200 bar. Remplissage en 10-100 ms
Maintien sous pression pendant la solidification. Refroidissement par eau. 2-30 s selon épaisseur
Moule ouvre. Ejecteurs poussent la pièce. Extraction automatique ou robotisée
Ebavurage, détourage carotte, contrôle, traitements de surface optionnels
Chambre chaude ou chambre froide ?
Le choix entre ces deux technologies dépend du point de fusion de l'alliage - c'est le critère technique qui décide tout.
Le piston d'injection est immerge en permanence dans le métal fondu. Le métal est injecte directement depuis le creuset dans le moule. Cycle très rapide (10-30 s), pas de manipulation du métal entre chaque coup.
Reserve aux alliages a bas point de fusion qui n'attaquent pas le piston : le zinc, l'étain et le plomb. L'aluminium, avec son point de fusion plus élevé, détruirait rapidement le mécanisme.
- Alliages : Zinc (Zamak), Etain, Plomb
- Pression : 150 - 350 bar
- Cycle : 10 - 30 s (très rapide)
- Pieces : petites et moyennes (inferieur a 4 kg)
- Avantage : productivité maximale, faible porosité
Le métal fondu est verse dans un manchon de tir (sleeve) avant chaque injection. Le piston n'est pas en contact permanent avec le métal - il résiste donc aux alliages a point de fusion élevé.
Indispensable pour l'aluminium et le magnésium. Cycle plus long qu'en chambre chaude, mais seule solution possible pour ces alliages haute performance.
- Alliages : Aluminium, Magnésium, Cuivre/Laiton
- Pression : 350 - 1 200 bar
- Cycle : 30 - 90 s
- Pieces : petites a grandes (jusqu'à 30 kg)
- Avantage : alliages haute performance, grandes pièces
4 familles d'alliages pour le moulage sous pression
Chaque alliage a ses propriétés mécaniques, thermiques et économiques. Le bon choix détermine la performance de votre pièce et le cout de production.
Le Zamak est l'alliage de référence pour les petites pièces de précision moulées sous pression. Son bas point de fusion (380-420 degrés C) permet des cycles très rapides en chambre chaude, une durée de vie du moule exceptionnelle (jusqu'à 1 million de coups) et une précision dimensionnelle imbattable parmi les procédés métalliques.
L'état de surface obtenu directement est compatible avec le chromage, le nickelage, la peinture et la métallisation sous vide - sans usinage préalable dans la plupart des cas.
Grade de référence
Equilibre propriétés mécaniques / coulabilité. Le plus utilise mondialement.
Resistance + fluage
Meilleure résistance mécanique et au fluage. Ideal pièces sous contrainte.
Dureté maximale
La plus haute dureté et résistance de la famille Zamak.
Haute résistance
Possible en chambre chaude. Peut remplacer l'alu sur petites pièces.
L'aluminium est l'alliage dominant du moulage sous pression en volume. Leger (densité 2,7 vs 7,1 pour le zinc), bon conducteur thermique et électrique, résistant a la corrosion, facilement usinable - il équipe 70% des pièces automobiles moulées sous pression.
Point de fusion 660 degrés C - chambre froide obligatoire. Pression d'injection 350-800 bar. Le choix du grade d'alliage est critique : chaque grade est optimise pour un usage particulier.
Polyvalent - usage général
Coulabilité excellente, résistance mécanique bonne. Le grade le plus utilise au monde.
Etancheite - marine
Meilleure étanchéité aux gaz, résistance a la corrosion supérieure. Hydraulique et marine.
Standard automobile FR
Grade de référence automobile française. Bon usinable, résistance satisfaisante.
Structural - soudable
Sans cuivre - soudable, ductile, traitement T6 possible. Pieces de sécurité.
Le magnésium est le métal structurel le plus léger utilise en fonderie (densité 1,8 - 35% plus léger que l'aluminium, 77% plus léger que l'acier). Il offre le meilleur rapport résistance mécanique / masse de tous les alliages moules sous pression.
Son usage est en forte croissance dans l'automobile (allègement), l'électronique (boitiers ultrafins) et l'aéronautique. Point de fusion 650 degrés C - chambre froide. Blindage EMI intègre, excellent amorti vibratoire.
Grade de référence
Bonne résistance + coulabilité. Le plus utilise en électronique et automobile.
Ductilité - sécurité auto
Allongement élevé (8%) pour pièces de sécurité. Sièges, direction, tableau de bord.
Fluage haute température
Resistance au fluage pour pièces moteur. Carter moteur sous capot.
Haute performance thermique
Grade haute performance pour application moteur exigeante. Aéronautique, sport auto.
Le laiton (alliage cuivre-zinc) et les alliages cuivreux sont utilises en moulage sous pression pour des applications nécessitant une excellente conductivité électrique, une résistance a la corrosion supérieure ou une compatibilité alimentaire/eau potable.
Point de fusion élevé (900-1000 degrés C) - chambre froide indispensable, usure rapide des moules. Cout matière élevé. Reserve aux applications ou les propriétés spécifiques du cuivre sont irremplaçables.
Robinetterie, sanitaire
Resistance corrosion eau, norme eau potable, usinabilité excellente.
Connecteurs électriques
Conductivité électrique et thermique maximales. Cosses, bornes, connecteurs.
Moulage sous pression : forces et limites
Un procède puissant avec des contraintes réelles. Savoir les deux cotes évite les mauvaises surprises.
Forces
Précision dimensionnelle excellente
+/-0,05 a +/-0,2 mm selon alliage et taille. Souvent aucun usinage nécessaire. Répétabilité dimensionnelle exemplaire cycle après cycle.
Cadences élevées
10 a 90 s par cycle. Zamak en chambre chaude : jusqu'à 400 coups/heure sur petites pièces. Adapte aux grandes séries.
Pieces complexes en une opération
Nervures, bossages, inserts, géométries 3D complexes - obtenus directement en sortie de moule sans assemblage secondaire.
Parois très minces
0,5 mm en Zamak, 0,8 mm en aluminium. Impossible en fonderie gravitaire. Pieces légères et compactes a haute résistance.
Propriétés mécaniques supérieures au plastique
Resistance 200-400 MPa, tenue thermique jusqu'à 200 degrés C+, conductivité électrique et thermique, blindage EMI intègre en magnésium.
Excellent état de surface
Ra 1-3 µm directement en sortie de moule. Compatible chromage, nickelage, peinture, anodisation sans usinage préalable.
Limites
Investissement outillage élevé
Moule en acier H13 : 10 000 a 200 000 euros. Rentable des 5 000-10 000 pièces/an selon taille. En dessous, privilégier la fonderie gravitaire ou l'usinage.
Alliages limites aux non-ferreux
Pas d'acier, pas de fonte en moulage sous pression classique. Zinc, aluminium, magnésium et cuivre uniquement. Pour l'acier : forge ou moulage sable.
Porosité possible
L'injection rapide peut pièce des bulles d'air (porosité gazeuse). Problématique pour l'étanchéité et l'anodisation. Solution : aspiration du moule (vacuum casting).
Pas de pièces entièrement fermées
Comme l'injection plastique, le moulage sous pression ne produit pas de corps creux fermes. Pour un réservoir creux : soufflage (plastique) ou hydroformage (métal).
Traitements thermiques limites
La porosité interne empêche souvent les traitements thermiques (trempe T6) pour les alliages alu courants. Grades spéciaux (AlSi10MnMg) requis.
Délai outillage long
8 a 20 semaines selon complexité. Modifications moule couteuses. La conception DFM en amont est critique.
Récapitulatif alliages - moulage sous pression et fonctions
Choisir le bon alliage selon les exigences fonctionnelles de votre pièce - pas selon l'habitude ou le cout matière seul.
| Alliage | Procédé | Densité | Rm | Atouts clés | Applications | T service |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Zamak 3 | Ch. chaude | 6,6 kg/dm3 | 280 MPa | Précision +/-0,05 mm, chromage direct, cycle rapide | Connecteurs, serrures, deco auto, jouets métal | 100 C max |
| Zamak 5 | Ch. chaude | 6,6 kg/dm3 | 320 MPa | Resistance + fluage améliores vs Zamak 3 | Pieces sous contrainte, quincaillerie | 100 C max |
| ZA8 | Ch. chaude | 6,3 kg/dm3 | 370 MPa | Haute résistance, peut remplacer l'alu | Pieces techniques, petite mécanique | 110 C max |
| EN AC-46000 (A380) | Ch. froide | 2,7 kg/dm3 | 310 MPa | Polyvalent, coulabilité excellente, économique | Pieces auto générales, boitiers, carters | 150 C max |
| EN AC-43400 (A360) | Ch. froide | 2,7 kg/dm3 | 300 MPa | Etanchéité supérieure, anti-corrosion | Hydraulique, marine, pièces étanches | 150 C max |
| EN AC-43500 (AlSi10MnMg) | Ch. froide | 2,7 kg/dm3 | 330 MPa (T6) | Soudable, traitement T6, allongement 10% | Pieces de sécurité, châssis, structural | 150 C max |
| AZ91D | Ch. froide | 1,8 kg/dm3 | 230 MPa | Le plus léger, blindage EMI, bon usinable | Boitiers électronique, carters auto | 120 C max |
| AM60B | Ch. froide | 1,8 kg/dm3 | 220 MPa | Allongement 8%, résistance choc | Pieces sécurité auto (sièges, direction) | 120 C max |
| AS41B | Ch. froide | 1,8 kg/dm3 | 210 MPa | Resistance au fluage haute température | Carter moteur, pièces sous capot | 150 C max |
| Laiton CuZn | Ch. froide | 8,4 kg/dm3 | 350 MPa | Resistance corrosion eau, eau potable | Robinetterie, vannes, raccords, sanitaire | 200 C max |
Domaines d'application
Le moulage sous pression est présent partout ou la pièce doit être métallique, précise et produite en série de la petite serrure au grand carter automobile.
Automobile et Mobilité
Carters moteur et boite de vitesses (alu), pièces de structure (AlSi10MnMg), boitiers électroniques embarques (magnésium), supports et éléments de carrosserie. Norme IATF 16949.
Electronique et Telecom
Boitiers ultrafins pour smartphones, tablettes, laptops (magnésium). Connecteurs et bornes (Zamak). Radiateurs thermiques (aluminium). Blindage EMI intègre.
Bâtiment et Quincaillerie
Serrures, poignées, ferrures de fenêtres, pentures, crémones (Zamak). Etat de surface compatible chromage et laquage direct. Volumes élevés, cout compétitif.
Sanitaire et Robinetterie
Robinets, vannes, raccords, pommeaux de douche en laiton moule sous pression. Conformité eau potable NF EN 12165. Resistance a la corrosion de l'eau.
Aéronautique et Défense
Pieces structurelles aluminium et magnésium pour allègement. Boitiers d'équipements électroniques. Certifications AS9100, NADCAP. Traçabilité lot matière obligatoire.
Industrie et Energie
Carters pompes et compresseurs, boitiers d'instruments, corps de vannes industrielles, pièces moteur électrique. Aluminium dominant, étanchéité souvent requise.
Notre démarche moulage sous pression
De votre besoin a la pièce qualifiée en production - CadNov pilote chaque étape.
Analyse besoin
Fonction, contraintes Meca, thermiques, normes, volume
Choix alliage et procède
Grade exact, chambre chaude ou froide, traitement surface
DFM et outillage
Dépouilles, épaisseurs, plan de joint, cahier des charges moule
Essais et qualification
T0/T1/T2, mesures, PPAP si requis, plan de contrôle
Règles DFM spécifiques au moulage sous pression
Dépouilles : minimum 1 degré (cote fixe) et 1,5 degré (cote mobile) sur toutes les surfaces. Epaisseurs : éviter les variations brutales, transitions progressives. Rayons : minimum 0,5 mm sur tous les angles vifs internes. Nervures : épaisseur 60% de la paroi principale. Inserts : prévoir surmoulage ou insert noyé en conception.
Les erreurs que nous vous évitons
Choisir A380 pour une pièce de sécurité
L'A380 est excellent en usage général mais n'est pas soudable et ne supporte pas le traitement T6. Pour une pièce de sécurité automobile nécessitant de la ductilité, l'AlSi10MnMg est indispensable.
Demander une anodisation sur A380
La teneur en cuivre de l'A380 donne une anodisation de mauvaise qualité (aspect tacheté). Pour une pièce a anodiser, utiliser un alliage sans cuivre comme l'AlSi10MnMg ou l'A360.
Ignorer la porosité sur les pièces usinées
L'usinage peut révéler des porosités internes invisibles en surface. Sur les pièces d'étanchéité critiques, spécifier une vérification étanchéité + résine d'imprégnation si nécessaire des le cahier des charges.
Crédit d'Impôt Innovation (CII)
CadNov est agrée Ministère MESR. Les couts de conception, de prototypage et d'essais de moulage sous pression dans le cadre d'un projet innovant sont éligibles au CII - jusqu'à 30% récupères.
Un projet de moulage sous pression ? Parlons-en.
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