Dans l'industrie de l'aluminium, il existe un besoin croissant d'éliminer les inclusions solides et liquides, telles que les produits désoxydés, les sulfures, les nitrures, les carbures, etc., afin d'améliorer la pureté de l'aluminium. Comme chacun sait, la taille, le type et la répartition des inclusions non métalliques dans l’aluminium ont un impact considérable sur les propriétés mécaniques des pièces moulées. La technologie de filtration est désormais couramment utilisée dans le moulage de l’aluminium et des alliages d’aluminium, et des filtres en mousse céramique filtrent l’aluminium fondu afin de réduire au minimum le nombre d’inclusions non métalliques résiduelles.
Les trois mécanismes fondamentaux de filtration de filtres en mousse céramique Il est possible d'éliminer les inclusions de l'aluminium fondu. Dans le cas du tamisage, les particules sont retenues à la surface du filtre, leur taille étant supérieure à celle des pores du filtre.
On parle de « formation d'un gâteau » lorsque des particules en suspension forment un dépôt à la surface du filtre, ce qui ralentit le débit du métal jusqu'à l'arrêter complètement. Les particules solides retenues sont généralement bien plus petites que les ouvertures des pores du filtre, ce qui rend le processus de filtration plus complexe.
Une filtration efficace de l'aluminium fondu repose sur deux étapes principales : le transport des particules vers les parois internes du filtre et leur fixation sur la surface interne de celui-ci.
Les trajectoires des particules lorsque le flux de fluide change de direction devant un obstacle ou à l'intérieur d'un filtre en mousse. Les particules dont la densité est inférieure à celle du fluide en mouvement qui les entoure s'écartent de leur trajectoire initiale et viennent heurter le filtre.
Le transport des particules dépend de la taille et de la densité des inclusions, des propriétés physiques du métal liquide, de la tortuosité du filtre et du diamètre des pores du filtre.
Cela dépend également de la composante de portance due à la flottabilité et aux forces d'inertie. Les effets d'inertie sur les trajectoires des particules dépendent généralement de la vitesse du fluide.
Les effets hydrodynamiques résultent du champ de cisaillement non uniforme et de la non-sphéricité des particules, ce qui entraîne des distributions de vitesse au sein du fluide porteur et, par conséquent, un mouvement de rotation et de culbutage des particules dans le champ d'écoulement, aboutissant à leur collision contre la paroi du filtre.