Moulage sous pression d'aluminium pour le groupe motopropulseur automobile : carters de boîte de vitesses
Le moulage sous pression d’aluminium appliqué au groupe motopropulseur : carters de boîte de vitesses, de boîte de transfert et d’essieu électrique moulés à ±0,1-0,3 mm, usinés en H7 sur les alésages de roulement, et traités thermiquement en T6 là où la structure l’exige.
Le moulage sous pression d’aluminium pour le groupe motopropulseur chez Hydroforce
Hydroforce exploite la même ligne de moulage sous pression déjà décrite pour les boîtiers en aluminium moulés sous pression pour l’éclairage LED, pour une autre application : les carters du groupe motopropulseur automobile. La presse, l’atelier d’outillage et la station de contrôle par machine à mesurer tridimensionnelle ne changent pas entre un boîtier de dissipateur thermique et un carter de boîte de vitesses - ce qui change, c’est l’épaisseur de paroi, le choix de l’alliage, le traitement thermique et la tolérance qui compte le plus : l’alésage de roulement. Les composants moteur et les carters de boîte de vitesses figurent déjà sur notre page de compétences en moulage sous pression comme secteur desservi ; cet article détaille ce que cela signifie concrètement pour un carter de boîte de vitesses.
Un carter de boîte de vitesses est une pièce plus exigeante à réussir qu’un boîtier d’éclairage. Il porte des charges de roulement, assure l’étanchéité à l’huile sous pression et cycles thermiques, et doit conserver sa forme face aux réactions de couple des engrenages qu’il contient. Y parvenir en aluminium plutôt qu’en fonte ou en construction soudée en acier est une question de maîtrise du procédé, pas de chance.
Pourquoi le moulage sous pression d’aluminium pour les carters de boîte de vitesses et de transfert
- Poids. L’aluminium se situe à environ un tiers de la densité de la fonte pour une section de paroi comparable. Sur un carter de boîte de vitesses ou de boîte de transfert, cette différence se répercute directement sur le poids du véhicule et, sur les plateformes électrifiées, sur l’autonomie.
- Intégration en une seule injection. Bossages de roulement, canaux d’huile, bossages de fourchette de sélection, nervures de fixation et bride de carter d’embrayage se forment dans la même injection que la paroi du carter. Un carter fabriqué ou usiné dans la masse nécessite des opérations séparées, ou des pièces séparées, pour obtenir les mêmes caractéristiques.
- Temps de cycle et coût en volume. Un cycle de production sur notre presse dure de 30 secondes à 2 minutes selon la taille de la pièce, contre les nombreuses minutes qu’exige l’usinage d’un carter comparable dans la masse. Cette différence fait du moulage sous pression le bon procédé dès que les volumes dépassent une poignée de prototypes.
- Une voie vers la structure quand il en faut une. Le moulage sous pression standard piège du gaz dans le métal fondu, ce qui ne pose pas de problème pour un carter qui doit seulement conserver sa forme, mais une pièce mise en solution cloquera si ce gaz est présent. Là où un carter nécessite la résistance T6, nous le coulons avec assistance sous vide afin de maintenir la porosité assez basse pour que la pièce survienne intacte à la mise en solution et au revenu.
Compétences
| Paramètre | Plage typique |
|---|---|
| Procédé | Moulage sous pression (HPDC) ; assisté par vide pour les carters T6 ou à étanchéité critique |
| Alliages | EN AC-46000 (AlSi9Cu3(Fe)), EN AC-47100 (AlSi11Cu2(Fe)), EN AC-43400 (AlSi10Mg(Fe)) pour les pièces traitées thermiquement/structurelles |
| Acier d’outillage | H13 / P20 |
| Tolérance de fonderie | ±0,1-0,3 mm |
| Finition de surface, brut de fonderie | Ra 1,6-6,3 µm |
| Épaisseur de paroi | 0,5-1,5 mm sur les sections minces ; parois structurelles et nervures dimensionnées selon le cas de charge |
| Caractéristiques usinées | Alésages de roulement en H7, planéité des brides de fixation, inserts filetés, canaux d’huile et bossages de capteurs |
| Traitement thermique | Mise en solution et revenu T6 (carters moulés sous vide) |
| Temps de cycle | 30 secondes - 2 minutes |
| Contrôle | Machine à mesurer tridimensionnelle (Zeiss), radiographie pour la porosité interne, MSP avec surveillance en temps réel, certification matière selon EN 1706 |
| Système qualité | ISO 9001:2015, TÜV, SGS |
| Volume | Du prototype à plus de 1 000 pièces par jour en série |
Carters automobiles types que nous moulons
- Carters de boîte de vitesses manuelle et carters d’embrayage - bride de fixation au bloc moteur, bossages de fourchette de sélection et alésage usiné pour le roulement d’arbre d’entrée.
- Carters et couvercles de boîte automatique et de boîte à double embrayage (DCT) - volumes d’huile étanches, faces de fixation du bloc de valves et bossages de capteurs qu’exige une boîte automatique moderne.
- Carters de boîte de transfert pour transmission 4x4 et intégrale - deux alésages de sortie, dégagement pour chaîne ou train d’engrenages moulé directement dans la paroi.
- Carters de différentiel et de pont - bossages de roulement dimensionnés pour le cheminement de charge du couple conique, usinés selon la même norme H7 que l’alésage de la boîte de vitesses.
- Carters de réducteur d’essieu électrique (e-axle) pour groupes motopropulseurs électrifiés - la même logique d’alésage de roulement et de face d’étanchéité qu’une boîte de vitesses classique, dans une pièce qui doit généralement fonctionner plus froide et plus légère.
- Carters d’embrayage.
- Carters d’huile, carters inférieurs et couvercles de bloc de valves.
- Carters de prise de force et de boîtiers auxiliaires pour les engins tout-terrain et le matériel mobile - la même clientèle que nous servons déjà avec des vérins hydrauliques sur mesure pour l’hydraulique mobile a souvent aussi besoin d’un carter moulé pour la boîte de vitesses installée à côté de ce vérin.
Procédé de production
- Revue de plan et DFM. Les angles de dépouille, le plan de joint, l’emplacement des attaques et des évents, ainsi que la surépaisseur laissée pour l’usinage ultérieur sont revus avant le début de l’outillage. Sur un carter de boîte de vitesses, cette revue identifie également les alésages de roulement et les faces d’étanchéité comme des zones ne pouvant tolérer aucune porosité.
- Outillage. Les moules en acier H13 ou P20 sont usinés en CNC puis essayés sur une presse de production avant validation de la première pièce.
- Moulage sous pression. HPDC standard en chambre froide pour les carters qui doivent seulement conserver leur forme ; HPDC assisté par vide là où le carter sera mis en solution T6 ou doit assurer une étanchéité parfaite au niveau d’un alésage de roulement ou d’une face de joint.
- Ébavurage et détourage. La carotte, les canaux et les évents sont retirés et la bavure du plan de joint est nettoyée.
- Traitement thermique. Les carters moulés sous vide spécifiés T6 passent par la mise en solution et le revenu à cette étape, avant que l’usinage final ne fige les cotes.
- Usinage CNC final. Les alésages de roulement sont alésés en H7, les faces des brides de fixation sont usinées planes pour un joint ou une étanchéité liquide, les inserts filetés sont posés, et les canaux d’huile et bossages de capteurs sont percés et taraudés selon le plan.
- Essai d’étanchéité. Les faces d’étanchéité et les alésages de roulement des carters étanches à l’huile sont contrôlés sur un banc à décroissance de pression avant libération de la pièce.
- Contrôle et documentation. Rapport dimensionnel de machine à mesurer, contrôle radiographique des zones sensibles à la porosité, certificat matière selon EN 1706 et, pour les clients automobiles qui en ont besoin, un dossier documentaire de type PPAP constitué à partir de ces mêmes données.
Contrôle qualité
Chaque carter est accompagné de la même documentation, quel que soit l’endroit où il se retrouve dans une chaîne cinématique :
- Contrôle dimensionnel par machine à mesurer Zeiss, première pièce et contrôle périodique par lot
- Contrôle radiographique de la porosité et des retassures au niveau des bossages de roulement et des zones d’étanchéité
- Maîtrise statistique des procédés avec surveillance en temps réel sur la presse
- Essai d’étanchéité par décroissance de pression sur les carters étanches
- Certification matière selon EN 1706
- Management de la qualité ISO 9001:2015, sous supervision TÜV et SGS
- Dossier documentaire de première pièce de type PPAP, constitué sur demande pour les clients automobiles et OEM
Pourquoi les clients choisissent Hydroforce pour les carters moulés du groupe motopropulseur
La ligne de moulage sous pression compte plus de 20 ans d’activité, et elle se trouve dans le même bâtiment que l’outillage, l’atelier d’usinage CNC et le laboratoire de métrologie qui finissent et contrôlent la pièce. Cela compte davantage sur un carter de boîte de vitesses que sur presque toute autre pièce moulée que nous produisons : l’alésage de roulement qui décide si la boîte de vitesses tournera silencieusement pendant dix ans est usiné par la même équipe qui a fait tourner la presse, sur des machines qu’elle connaît, d’après un plan qu’elle a revu avant la découpe du moule. Rien ne change de mains entre la coulée et le carter fini et contrôlé.
Demander un devis
Besoin d’un carter en aluminium moulé sous pression pour une boîte de vitesses, une boîte de transfert, un différentiel ou un essieu électrique ? Envoyez votre plan ou votre modèle 3D à office@hydroforce.ee ou utilisez notre formulaire de contact. Nous examinerons la conception du point de vue de la moulabilité, recommanderons l’alliage et le parcours de traitement thermique, et établirons un devis pour l’outillage et la production en série.