Les considérations relatives à la conception des moules impliquent plusieurs facteurs qui garantissent la production efficace de pièces de haute qualité tout en minimisant les coûts et les défauts potentiels. Ces considérations sont les suivantes :
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Distribution de la force: Les moules doivent être conçus pour appliquer des forces sur de grandes surfaces afin d'éviter les concentrations de contraintes localisées. Cela permet de minimiser les contraintes de traction et d'éviter la rupture du matériau.
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Géométrie et conversion des contraintes: La conception doit éviter les angles et les arêtes vifs, qui peuvent entraîner des concentrations de contraintes. Il est utile de convertir les contraintes de traction en contraintes de compression grâce à des techniques de construction appropriées, y compris la précontrainte de compression, afin d'améliorer la durabilité de la pièce.
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Flux de matériaux et densification: Le moule doit faciliter une bonne densification du matériau et éviter les changements soudains de section, qui peuvent entraver l'écoulement du matériau et conduire à une répartition inégale du matériau. Cela est essentiel pour maintenir l'intégrité structurelle de la pièce.
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Finition et usinage: Préférer l'usinage vert à la finition finale permet de réduire le coût et le temps de fabrication. La conception ne doit permettre que des surfaces usinées petites et limitées et définir des arrondis et des chanfreins non usinés pour maintenir l'efficacité.
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Spécificités de la fabrication: Il convient de prêter attention aux exigences spécifiques des différentes étapes de fabrication telles que le pressage humide et sec, l'extrusion, le frittage et le glaçage. Cela permet de s'assurer que le moule est compatible avec le processus de fabrication et qu'il peut produire des pièces de manière efficace.
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Démoulage: La conception doit faciliter le démoulage pour éviter d'endommager la pièce. Il est essentiel d'éviter les parois minces, car elles peuvent se déformer ou se casser lors du démoulage.
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Procédés de fabrication spéciaux: Pour des procédés tels que le CIP (Cold Isostatic Pressing), la conception du moule doit être modulable et flexible pour s'adapter à la production par lots et aux différentes formes et tailles des pièces. L'utilisation d'outils réutilisables dans le procédé CIP peut réduire considérablement les coûts par rapport à des procédés tels que le P-HIP.
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Considérations relatives au frittage: Pendant le frittage, des problèmes tels que le gauchissement et l'affaissement peuvent survenir. La conception des moules doit intégrer des caractéristiques telles que des entretoises, des nervures de soutien et des fixateurs spéciaux pour éviter ces problèmes.
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Propriétés des matériaux: Le moule doit être conçu en tenant compte des propriétés du matériau, telles que l'absorption d'humidité, la fluidité et la tendance à la décomposition. Pour les matériaux qui ont tendance à se décomposer et à produire des gaz corrosifs, le moule doit être chauffé et le système de fermeture doit être conçu pour offrir une faible résistance à l'écoulement du matériau.
En tenant compte de ces facteurs, les concepteurs de moules peuvent créer des moules efficaces et performants qui produisent des pièces de haute qualité tout en minimisant les coûts et les défauts potentiels.
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