{"id":17501,"date":"2022-08-17T07:04:06","date_gmt":"2022-08-17T07:04:06","guid":{"rendered":"http:\/\/www.alalloycasting.com\/?p=17501"},"modified":"2026-04-14T05:34:08","modified_gmt":"2026-04-14T05:34:08","slug":"ceramic-foam-filters-for-casting-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.alalloycasting.com\/fr\/ceramic-foam-filters-for-casting-2\/","title":{"rendered":"Filtres en mousse c\u00e9ramique pour la fonderie : tout ce que votre fonderie doit savoir avant d'acheter"},"content":{"rendered":"

Il y a un moment que tout ing\u00e9nieur en fonderie a v\u00e9cu au moins une fois : vous retirez une pi\u00e8ce du moule, elle semble parfaite \u00e0 premi\u00e8re vue, puis elle \u00e9choue au contr\u00f4le qualit\u00e9. Porosit\u00e9. Filons d\u2019oxyde. Des inclusions qui n\u2019auraient jamais d\u00fb passer le syst\u00e8me d\u2019alimentation. En remontant la cha\u00eene, on constate que, neuf fois sur dix, c\u2019est au niveau de l\u2019\u00e9tape de filtration que les choses ont mal tourn\u00e9 : soit le filtre n\u2019\u00e9tait pas adapt\u00e9 \u00e0 l\u2019application, soit il n\u2019\u00e9tait pas aussi performant que le laissaient entendre ses caract\u00e9ristiques techniques.<\/p>\n

Filtres en mousse c\u00e9ramique pour la fonderie<\/strong>\u00a0font partie de ces produits dont la simplicit\u00e9 est trompeuse. Un bloc de c\u00e9ramique poreux\u2026 \u00e7a ne peut pas \u00eatre si compliqu\u00e9, n\u2019est-ce pas ? La r\u00e9ponse, quand on a pass\u00e9 un peu de temps dans un atelier de moulage, est la suivante : c\u2019est plus compliqu\u00e9 qu\u2019on ne le croit. La diff\u00e9rence entre un filtre qui fonctionne et un autre qui donne simplement l\u2019impression de fonctionner peut se traduire par un taux de rebut de 1,51 TP3T contre un taux de 51 TP3T. \u00c0 l\u2019\u00e9chelle de la production, cet \u00e9cart n\u2019est pas une simple note de bas de page dans les comptes : il s\u2019agit d\u2019un v\u00e9ritable probl\u00e8me op\u00e9rationnel.<\/p>\n

Cette page explique le fonctionnement des filtres en mousse c\u00e9ramique destin\u00e9s \u00e0 la fonderie, leur fabrication, comment choisir le mod\u00e8le adapt\u00e9, les types de d\u00e9faillances les plus courants observ\u00e9s dans la pratique, et pourquoi le choix du fabricant est tout aussi important que les sp\u00e9cifications techniques elles-m\u00eames.<\/p>\n

\"filtres
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0filtres en mousse c\u00e9ramique pour la fonderie<\/em><\/figcaption><\/figure>\n

Quel est le r\u00f4le exact des filtres en mousse c\u00e9ramique dans un syst\u00e8me de coul\u00e9e ?<\/h2>\n

\u00c0 la base, un filtre en mousse c\u00e9ramique \u00e9limine les inclusions non m\u00e9talliques du m\u00e9tal en fusion avant que celui-ci ne p\u00e9n\u00e8tre dans la cavit\u00e9 du moule. Mais cette description ne rend pas pleinement compte de ce qui se passe r\u00e9ellement.<\/p>\n

Les alliages d'aluminium, de fer et de cuivre en fusion contiennent une quantit\u00e9 surprenante d'impuret\u00e9s : des films d'oxyde qui se forment pendant la fusion et la manipulation, des particules r\u00e9fractaires provenant du rev\u00eatement des fours et des poches de coul\u00e9e, des compos\u00e9s interm\u00e9talliques qui se pr\u00e9cipitent pendant le refroidissement, ainsi que des bulles de gaz entra\u00een\u00e9es qui se fixent aux particules solides. Aucun de ces \u00e9l\u00e9ments ne doit se retrouver dans votre pi\u00e8ce moul\u00e9e finie. Tous ces \u00e9l\u00e9ments affectent les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques : r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue, allongement, \u00e9tat de surface et usinabilit\u00e9.<\/p>\n

A filtre en mousse c\u00e9ramique <\/span><\/strong> <\/em><\/a>fonctionne selon deux m\u00e9canismes distincts. Le premier est interception m\u00e9canique<\/strong>: les particules plus grosses que les ouvertures des pores sont physiquement bloqu\u00e9es. Le deuxi\u00e8me \u2014 et c\u2019est celui-l\u00e0 qui est souvent sous-estim\u00e9 \u2014 est\u00a0adsorption et capture en surface<\/strong>. Lorsque le m\u00e9tal s'\u00e9coule \u00e0 travers le parcours sinueux de la structure en mousse, les particules fines, dont la taille est inf\u00e9rieure \u00e0 celle des pores, entrent en collision avec les parois des alv\u00e9oles et y adh\u00e8rent. C'est pourquoi un filtre de 30 PPI retient des inclusions dont la taille effective est bien inf\u00e9rieure \u00e0 30 PPI. Le filtre n'est pas simplement un tamis ; c'est une surface de purification active.<\/p>\n

Au cours d'un cycle de filtration, les inclusions captur\u00e9es s'accumulent sur la face amont du filtre, formant ce que l'on appelle le\u00a0g\u00e2teau de filtration<\/strong>. Cette couche am\u00e9liore progressivement l'efficacit\u00e9 de la filtration : il s'agit en substance d'un filtre secondaire qui se forme en temps r\u00e9el. Il est important de bien comprendre ce m\u00e9canisme, car il explique pourquoi le d\u00e9bit diminue g\u00e9n\u00e9ralement l\u00e9g\u00e8rement au fur et \u00e0 mesure que la coul\u00e9e progresse, et pourquoi cela constitue en r\u00e9alit\u00e9 un signe indiquant que le filtre fonctionne correctement, plut\u00f4t qu'un probl\u00e8me dont il faut s'inqui\u00e9ter.<\/p>\n

\"Application
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0Application des filtres en mousse c\u00e9ramique<\/em><\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

Pourquoi les filtres en mousse c\u00e9ramique destin\u00e9s \u00e0 la fonderie sont-ils plus efficaces que les autres m\u00e9thodes de filtration ?<\/h2>\n

Au fil des ans, les fonderies ont eu recours \u00e0 diverses m\u00e9thodes de filtration : noyaux filtrants, mailles en fibre de verre tiss\u00e9e, filtres \u00e0 particules agglom\u00e9r\u00e9es. Chacune a sa place, mais les filtres en mousse c\u00e9ramique sont devenus la technologie dominante pour la plupart des applications de moulage de m\u00e9taux, et ce pour plusieurs raisons concr\u00e8tes :<\/p>\n

Trajet sinueux du flux :<\/strong>\u00a0Contrairement \u00e0 une cr\u00e9pine ou \u00e0 un tamis, qui offrent un passage relativement direct au m\u00e9tal, un filtre en mousse c\u00e9ramique oblige le m\u00e9tal \u00e0 se frayer un chemin \u00e0 travers un r\u00e9seau tridimensionnel de pores interconnect\u00e9s. Cela augmente consid\u00e9rablement le temps de contact entre le m\u00e9tal et la surface du filtre, ce qui est \u00e0 l'origine du m\u00e9canisme d'adsorption.<\/p>\n

Porosit\u00e9 ouverte \u00e9lev\u00e9e :<\/strong>\u00a0Les filtres en mousse c\u00e9ramique de haute qualit\u00e9 destin\u00e9s \u00e0 la fonderie pr\u00e9sentent une porosit\u00e9 ouverte comprise entre 80 et 90%. Cela signifie que le filtre assure une v\u00e9ritable filtration sans cr\u00e9er de restriction excessive du d\u00e9bit susceptible de provoquer des turbulences ou des d\u00e9fauts de coul\u00e9e dus au refroidissement.<\/p>\n

Stabilit\u00e9 thermique :<\/strong>\u00a0Un filtre en mousse c\u00e9ramique plac\u00e9 dans un support de filtre correctement con\u00e7u peut r\u00e9sister pendant toute la dur\u00e9e d'une coul\u00e9e \u00e0 des temp\u00e9ratures du m\u00e9tal bien sup\u00e9rieures \u00e0 700 \u00b0C pour l'aluminium ou \u00e0 1 400 \u00b0C pour le fer, sans se d\u00e9grader ni lib\u00e9rer de contaminants.<\/p>\n

La simplicit\u00e9 d'une utilisation unique :<\/strong>\u00a0Dans la plupart des applications, notamment dans la coul\u00e9e semi-continue d'aluminium, le filtre est remplac\u00e9 apr\u00e8s chaque coul\u00e9e. Il n'y a ni cycle de nettoyage, ni processus de r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration, ni incertitude quant \u00e0 la pr\u00e9sence \u00e9ventuelle d'inclusions issues de la coul\u00e9e pr\u00e9c\u00e9dente dans le filtre.<\/p>\n

\"Technologie
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0Technologie de filtration \u00e0 mousse c\u00e9ramique<\/em><\/figcaption><\/figure>\n

Comment fabrique-t-on concr\u00e8tement les filtres en mousse c\u00e9ramique destin\u00e9s \u00e0 la fonderie ?<\/h2>\n

Il est important de bien comprendre cela, car le processus de fabrication d\u00e9termine directement les performances d'un filtre \u2014 et cela explique pourquoi deux filtres pr\u00e9sentant des caract\u00e9ristiques techniques identiques peuvent se comporter de mani\u00e8re totalement diff\u00e9rente en atelier.<\/p>\n

Le proc\u00e9d\u00e9 de fabrication classique \u2014 qui reste le plus r\u00e9pandu \u2014 est le\u00a0m\u00e9thode de reproduction par moulage en mousse<\/strong>. Une mousse de polyur\u00e9thane \u00e0 pores ouverts interconnect\u00e9s sert de matrice sacrificielle. Cette mousse est immerg\u00e9e dans une suspension c\u00e9ramique, g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 base d\u2019alumine, de carbure de silicium ou de zircone, formul\u00e9e avec des propri\u00e9t\u00e9s thixotropiques sp\u00e9cifiques afin qu\u2019elle recouvre uniform\u00e9ment le squelette de la mousse sans obstruer les ouvertures des pores. L\u2019exc\u00e8s de suspension est ensuite \u00e9limin\u00e9 par un processus de laminage afin de garantir une \u00e9paisseur de rev\u00eatement uniforme. Apr\u00e8s s\u00e9chage et solidification, la mousse rev\u00eatue est plac\u00e9e dans un four \u00e0 haute temp\u00e9rature : le gabarit organique se consume enti\u00e8rement, et la c\u00e9ramique se fritte pour former un r\u00e9seau tridimensionnel rigide et autoportant qui reproduit la g\u00e9om\u00e9trie initiale de la mousse.<\/p>\n

Chaque \u00e9tape compte. La viscosit\u00e9 de la suspension d\u00e9termine l'uniformit\u00e9 du rev\u00eatement. La pression de laminage d\u00e9termine si les alv\u00e9oles sont ouvertes ou obtur\u00e9es. Le profil de frittage d\u00e9termine si la c\u00e9ramique finale pr\u00e9sente la densit\u00e9 et la r\u00e9sistance d'adh\u00e9rence n\u00e9cessaires pour r\u00e9sister aux chocs thermiques lors du pr\u00e9chauffage. Un fabricant qui ma\u00eetrise ces param\u00e8tres produit des filtres aux performances constantes. Celui qui ne les ma\u00eetrise pas produira des filtres d'apparence identique, mais dont les performances varient d'un lot \u00e0 l'autre.<\/p>\n

Au-del\u00e0 de la m\u00e9thode classique de reproduction par moulage en mousse, les chercheurs et les fabricants ont explor\u00e9 plusieurs autres m\u00e9thodes de pr\u00e9paration qu\u2019il est int\u00e9ressant de conna\u00eetre, d\u2019autant plus que les mat\u00e9riaux filtrants de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration ne cessent d\u2019\u00e9voluer :<\/p>\n

Lyophilisation<\/strong>\u00a0constitue l\u2019une des approches les plus int\u00e9ressantes. Ce proc\u00e9d\u00e9 \u2014 la lyophilisation sous vide, initialement mis au point au d\u00e9but du XIXe si\u00e8cle \u2014 a \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9 \u00e0 la production de c\u00e9ramique en congelant une suspension ou un sol c\u00e9ramique \u00e0 basse temp\u00e9rature, puis en sublimant la glace directement en vapeur sous vide. On obtient ainsi des c\u00e9ramiques poreuses dot\u00e9es de structures poreuses hautement orient\u00e9es et interconnect\u00e9es, dont la porosit\u00e9 d\u00e9passe 90 vol% dans certaines formulations. La direction de la croissance des cristaux de glace peut \u00eatre contr\u00f4l\u00e9e afin de produire des canaux poreux align\u00e9s, ce qui s\u2019av\u00e8re utile pour les applications o\u00f9 un comportement d\u2019\u00e9coulement homog\u00e8ne est essentiel.<\/p>\n

M\u00e9thodes de mod\u00e8le<\/strong>\u00a0permettent un contr\u00f4le tr\u00e8s pr\u00e9cis de la g\u00e9om\u00e9trie des pores. La m\u00e9thode du gabarit polym\u00e8re, par exemple, utilise des structures \u00ab c\u0153ur-coquille \u00bb \u2014 c\u0153ur polym\u00e8re, coquille c\u00e9ramique \u2014 qui sont ensuite calcin\u00e9es pour \u00e9liminer le polym\u00e8re et laisser un r\u00e9seau c\u00e9ramique poreux \u00e0 structure contr\u00f4l\u00e9e. Des chercheurs ont mis en \u0153uvre cette technique avec des syst\u00e8mes \u00e0 base d\u2019alumine, de dioxyde de titane et de zircone, obtenant des tailles de pores \u00e0 l\u2019\u00e9chelle nanom\u00e9trique avec des distributions granulom\u00e9triques \u00e9troites. Une variante plus inhabituelle utilise du bois naturel comme matrice : le bois est impr\u00e9gn\u00e9 de pr\u00e9curseurs c\u00e9ramiques, carbonis\u00e9, puis transform\u00e9 par infiltration r\u00e9active \u00e0 l\u2019\u00e9tat fondu ou par r\u00e9duction carbothermique. Les c\u00e9ramiques ainsi obtenues conservent l\u2019organisation microstructurale du bois, avec une porosit\u00e9 comprise entre environ 20 et 80 vol% selon l\u2019essence de bois et le proc\u00e9d\u00e9 de pr\u00e9paration.<\/p>\n

Synth\u00e8se biomim\u00e9tique<\/strong>\u00a0adopte une approche totalement diff\u00e9rente : elle utilise l'auto-assemblage des tensioactifs pour cr\u00e9er des structures poreuses \u00e0 l'aide d'un gabarit. Les tensioactifs qui forment des v\u00e9sicules ou des phases de cristaux liquides dans l'eau peuvent orienter la condensation des pr\u00e9curseurs c\u00e9ramiques autour de leurs structures, ce qui permet d'obtenir des c\u00e9ramiques poreuses en couches ou sph\u00e9riques pr\u00e9sentant des tailles de pores tr\u00e8s fines et contr\u00f4l\u00e9es, de l'ordre du sous-millim\u00e8tre.<\/p>\n

Moussage m\u00e9canique<\/strong>\u00a0est plus simple dans son principe : on ajoute des tensioactifs et des agents moussants \u00e0 un sol ou \u00e0 une suspension c\u00e9ramique, puis l'agitation m\u00e9canique g\u00e9n\u00e8re une mousse qui est ensuite s\u00e9ch\u00e9e et cuite. Des travaux men\u00e9s au d\u00e9but des ann\u00e9es 1990 ont d\u00e9montr\u00e9 l\u2019efficacit\u00e9 de cette approche pour la silice poreuse, permettant d\u2019obtenir des structures poreuses uniformes avec des r\u00e9sistances \u00e0 la compression d\u2019environ 1,4 MPa dans certaines formulations. Ce proc\u00e9d\u00e9 est relativement simple \u00e0 transposer \u00e0 plus grande \u00e9chelle, ce qui le rend int\u00e9ressant pour les environnements de production o\u00f9 la pr\u00e9cision extr\u00eame des m\u00e9thodes par gabarit n\u2019est pas requise.<\/p>\n

Pour la plupart des applications industrielles de filtration en fonderie, le proc\u00e9d\u00e9 de reproduction par mousse reste pr\u00e9dominant, car il allie un contr\u00f4le ad\u00e9quat de la porosit\u00e9 au d\u00e9bit de production requis par les grandes cha\u00eenes d\u2019approvisionnement des fonderies. Les m\u00e9thodes plus r\u00e9centes s\u2019appliquent davantage aux c\u00e9ramiques sp\u00e9cialis\u00e9es et aux nouvelles g\u00e9n\u00e9rations de filtres con\u00e7ues pour la r\u00e9tention d\u2019inclusions ultrafines. La production d\u2019AdTech repose sur une r\u00e9plication par moussage optimis\u00e9e, associ\u00e9e \u00e0 une surveillance continue du processus : une approche \u00e9prouv\u00e9e, mise en \u0153uvre avec la rigueur qui distingue un produit homog\u00e8ne d\u2019un produit irr\u00e9gulier.<\/p>\n

\"Filtre
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Filtre en mousse c\u00e9ramique pour l'aluminium<\/em><\/figcaption><\/figure>\n

Quels sont les diff\u00e9rents types de filtres en mousse c\u00e9ramique destin\u00e9s \u00e0 la fonderie ?<\/h2>\n

Le choix du mat\u00e9riau est la premi\u00e8re d\u00e9cision \u00e0 prendre, et elle est incontournable : si vous vous trompez, le filtre subira une d\u00e9faillance thermique ou entrera en r\u00e9action chimique avec votre mati\u00e8re fondue :<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Mat\u00e9riau filtrant<\/th>\nTemp\u00e9rature de fonctionnement<\/th>\nId\u00e9al pour<\/th>\nFourchette typique des PPI<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Alumine (Al\u2082O\u2083)<\/td>\nJusqu'\u00e0 1 200 \u00b0C<\/td>\nAlliages d'aluminium, alliages de cuivre<\/td>\n10 \u00e0 60 PPI<\/td>\n<\/tr>\n
Carbure de silicium (SiC)<\/td>\nJusqu'\u00e0 1 500 \u00b0C<\/td>\nFonte grise, fonte ductile, fonte mall\u00e9able<\/td>\n10 \u00e0 40 PPI<\/td>\n<\/tr>\n
Zircone (ZrO\u2082)<\/td>\nJusqu'\u00e0 1 700 \u00b0C<\/td>\nAcier au carbone, acier alli\u00e9, superalliages<\/td>\n10 \u00e0 30 PPI<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

La classification des mat\u00e9riaux et les plages de temp\u00e9rature admissibles sont conformes aux directives publi\u00e9es par l'\u00a0American Foundry Society (AFS)<\/a>\u00a0ainsi que des r\u00e9f\u00e9rences issues du secteur de l'ing\u00e9nierie c\u00e9ramique. Les temp\u00e9ratures r\u00e9elles d'utilisation d\u00e9pendent de la composition chimique sp\u00e9cifique de l'alliage et de la dur\u00e9e d'exposition.<\/em><\/p>\n

AdTech fabrique des filtres en mousse c\u00e9ramique \u00e0 base d\u2019alumine, de carbure de silicium et de zircone couvrant toute la gamme PPI, dans des dimensions standard allant de 12 \u00d7 12 pouces \u00e0 26 \u00d7 26 pouces. Des dimensions sur mesure et des compositions chimiques non standard sont disponibles, avec des d\u00e9lais de livraison habituels de 2 \u00e0 3 semaines. La gamme compl\u00e8te de produits est pr\u00e9sent\u00e9e \u00e0 l\u2019adresse suivante :  Page des produits d'AdTech. <\/span><\/strong><\/em><\/a><\/p>\n

Comment choisir le PPI le mieux adapt\u00e9 \u00e0 votre application ?<\/h2>\n

Le PPI (pores par pouce) est la caract\u00e9ristique technique qui s\u00e8me le plus souvent la confusion chez les acheteurs. Un PPI \u00e9lev\u00e9 garantit une filtration plus fine et une meilleure r\u00e9tention des impuret\u00e9s, mais entra\u00eene \u00e9galement une r\u00e9sistance \u00e0 l'\u00e9coulement plus importante et une plus grande sensibilit\u00e9 aux conditions d'amor\u00e7age. Un PPI faible facilite l'\u00e9coulement du m\u00e9tal, mais r\u00e9duit l'efficacit\u00e9 de la filtration des particules fines.<\/p>\n

Voici comment aborder la question d'un point de vue pratique :<\/p>\n

10 \u00e0 20 PPI :<\/strong>\u00a0Filtration grossi\u00e8re. Utilis\u00e9e lorsque le d\u00e9bit de m\u00e9tal est prioritaire et que l'objectif est d'\u00e9liminer les impuret\u00e9s grossi\u00e8res. Couramment utilis\u00e9e pour les grandes pi\u00e8ces moul\u00e9es en fonte, la coul\u00e9e en lingots et les applications o\u00f9 les exigences en mati\u00e8re de propret\u00e9 ne sont pas strictes.<\/p>\n

30 PPI :<\/strong>\u00a0Le produit phare de la coul\u00e9e d'aluminium. Il offre un \u00e9quilibre entre efficacit\u00e9 de filtration et fiabilit\u00e9 de l'amor\u00e7age pour une large gamme d'alliages et de temp\u00e9ratures. Un choix par d\u00e9faut solide pour la plupart des applications de coul\u00e9e semi-continue et de moulage sous pression par gravit\u00e9 de l'aluminium.<\/p>\n

40 \u00e0 50 PPI :<\/strong>\u00a0Filtration fine pour applications exigeantes. Composants structurels automobiles, billettes a\u00e9rospatiales, pi\u00e8ces moul\u00e9es de pr\u00e9cision \u00e0 parois minces. Ces filtres n\u00e9cessitent une gestion minutieuse du pr\u00e9chauffage et une pression m\u00e9tallostatique l\u00e9g\u00e8rement plus \u00e9lev\u00e9e pour s'amorcer de mani\u00e8re fiable, mais leurs performances en mati\u00e8re de r\u00e9tention des inclusions en valent la peine.<\/p>\n

60 PPI :<\/strong>\u00a0Qualit\u00e9 sp\u00e9ciale destin\u00e9e aux applications de moulage exigeant une puret\u00e9 extr\u00eame. Ce produit n'est g\u00e9n\u00e9ralement pas disponible en stock ; il est le plus souvent fabriqu\u00e9 sur commande.<\/p>\n

Une remarque pratique : si vous ne savez pas par o\u00f9 commencer, ex\u00e9cutez votre processus actuel \u00e0 30 PPI et faites r\u00e9aliser un test PoDFA (Prefil Oxfilm Filtration Analysis) ou LiMCA (Liquid Metal Cleanliness Analyzer) sur des \u00e9chantillons de coul\u00e9e. Les donn\u00e9es relatives \u00e0 la population d\u2019inclusions vous indiqueront s\u2019il faut opter pour une finesse sup\u00e9rieure ou si le 30 PPI r\u00e9pond d\u00e9j\u00e0 \u00e0 vos besoins. Changer de PPI en se basant sur des donn\u00e9es plut\u00f4t que sur l\u2019intuition est toujours la bonne approche.<\/p>\n

 D\u00e9couvrez comment choisir le bon PPI et comment installer \u00e9tape par \u00e9tape les filtres en mousse c\u00e9ramique dans la rubrique \u00ab Mode d'emploi \u00bb. <\/span><\/strong><\/em><\/a><\/p>\n

Quels sont les modes de d\u00e9faillance les plus courants des filtres en mousse c\u00e9ramique utilis\u00e9s dans la fonderie ?<\/h2>\n

Savoir ce qui peut mal tourner \u2014 et pourquoi \u2014 est vraiment utile, surtout lorsque vous cherchez \u00e0 r\u00e9soudre un probl\u00e8me de qualit\u00e9 et que vous essayez de d\u00e9terminer si le filtre en est la cause.<\/p>\n

Fissuration due au choc thermique pendant le pr\u00e9chauffage<\/strong>
\nIl s'agit de la d\u00e9faillance la plus courante, et qui peut presque toujours \u00eatre \u00e9vit\u00e9e. Lorsqu'un filtre froid est soumis \u00e0 un \u00e9chauffement rapide et intense, le gradient thermique entre la surface et le c\u0153ur g\u00e9n\u00e8re des contraintes qui provoquent la fracture de la c\u00e9ramique. Des fragments p\u00e9n\u00e8trent alors dans le moule. La solution consiste \u00e0 proc\u00e9der \u00e0 un pr\u00e9chauffage progressif : une intensit\u00e9 de flamme initiale plus faible et un temps de mont\u00e9e en temp\u00e9rature plus long. Si un filtre se fissure syst\u00e9matiquement lors de votre proc\u00e9dure de pr\u00e9chauffage standard, cela signifie soit qu\u2019il n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 suffisamment cuit lors de sa fabrication, soit que votre protocole de pr\u00e9chauffage doit \u00eatre ajust\u00e9. En g\u00e9n\u00e9ral, ces deux aspects doivent \u00eatre examin\u00e9s.<\/p>\n

Amor\u00e7age incomplet \/ canalisation<\/strong>
\nLe m\u00e9tal traverse le filtre en un ou deux points, tandis que le reste de la surface du filtre reste sec. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne se produit lorsque le filtre est froid, lorsque la hauteur de pression m\u00e9tallostatique est insuffisante ou lorsque la g\u00e9om\u00e9trie du si\u00e8ge du filtre ne r\u00e9partit pas la pression de mani\u00e8re uniforme sur toute la surface du filtre. La formation de canaux r\u00e9duit consid\u00e9rablement la surface de filtration effective et augmente la vitesse locale du m\u00e9tal \u00e0 travers les canaux ouverts, ce qui entra\u00eene souvent la formation de nouveaux oxydes induits par la turbulence plut\u00f4t que l'\u00e9limination de ceux d\u00e9j\u00e0 pr\u00e9sents.<\/p>\n

\u00c9rosion et perte de particules<\/strong>
\nLes parois cellulaires d'un filtre mal fritt\u00e9 s'\u00e9rodent progressivement sous l'effet de l'\u00e9coulement du m\u00e9tal, lib\u00e9rant ainsi des fragments de c\u00e9ramique dans la masse fondue. Il s'agit l\u00e0 du mode de d\u00e9faillance le plus difficile \u00e0 d\u00e9tecter, car les fragments de c\u00e9ramique pr\u00e9sents dans une pi\u00e8ce moul\u00e9e sont pratiquement impossibles \u00e0 distinguer des inclusions d'oxyde avec la plupart des m\u00e9thodes d'inspection. Le signe r\u00e9v\u00e9lateur est une variation brusque du nombre d\u2019inclusions, qui co\u00efncide avec un changement de fournisseur ou un nouveau lot de production.<\/p>\n

D\u00e9faillance du joint p\u00e9riph\u00e9rique<\/strong>
\nSi le filtre n'est pas correctement positionn\u00e9 dans son logement \u2014 que ce soit en raison d'un \u00e9cart dimensionnel ou d'une conception d\u00e9fectueuse du bo\u00eetier \u2014, le m\u00e9tal contourne compl\u00e8tement le filtre par les bords. Vous ne b\u00e9n\u00e9ficiez alors d'aucun avantage en mati\u00e8re de filtration et vous vous retrouvez avec un faux sentiment de s\u00e9curit\u00e9. Les fabricants fiables de filtres en mousse c\u00e9ramique respectent des tol\u00e9rances dimensionnelles suffisamment strictes (g\u00e9n\u00e9ralement \u00b11,5 mm) pour garantir un positionnement constant.<\/p>\n

\"Joint
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0Joint d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 pour filtre en mousse c\u00e9ramique - AdTech<\/em><\/figcaption><\/figure>\n

Que doit r\u00e9ellement vous indiquer la fiche technique d'un filtre en mousse c\u00e9ramique ?<\/h2>\n

Lorsque vous \u00e9valuez des filtres en mousse c\u00e9ramique destin\u00e9s \u00e0 la fonderie propos\u00e9s par diff\u00e9rents fournisseurs, vous recevrez des fiches techniques qui se ressemblent toutes globalement. Voici ce que ces chiffres signifient concr\u00e8tement dans la pratique \u2014 et ceux que vous devriez exiger s\u2019ils ne figurent pas dans les fiches :<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Param\u00e8tre<\/th>\nCe qu'il faut rechercher<\/th>\nPourquoi est-ce important ?<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Porosit\u00e9 ouverte<\/td>\n80\u201390%<\/td>\nUne valeur inf\u00e9rieure \u00e0 80% indique une charge excessive de boue ; une valeur sup\u00e9rieure \u00e0 90% sugg\u00e8re une r\u00e9sistance structurelle insuffisante.<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9sistance \u00e0 la compression (\u00e0 froid)<\/td>\n\u2265 1,0 MPa pour les nuances d'alumine<\/td>\nPermet de pr\u00e9dire la durabilit\u00e9 et la r\u00e9sistance \u00e0 la rupture du si\u00e8ge du filtre<\/td>\n<\/tr>\n
Densit\u00e9 apparente<\/td>\n0,3\u20130,6 g\/cm\u00b3<\/td>\nTout \u00e9cart par rapport \u00e0 cette plage indique une irr\u00e9gularit\u00e9 dans le processus d'application de la boue ou de frittage.<\/td>\n<\/tr>\n
Tol\u00e9rance PPI<\/td>\n\u00b12 PPI (valeur sp\u00e9cifi\u00e9e et mesur\u00e9e)<\/td>\nUn contr\u00f4le insuffisant du PPI entra\u00eene une canalisation et un comportement irr\u00e9gulier du flux<\/td>\n<\/tr>\n
Teneur en Al\u2082O\u2083 (filtres en alumine)<\/td>\n\u2265 84% pour la qualit\u00e9 standard<\/td>\nUne teneur en alumine plus faible r\u00e9duit la stabilit\u00e9 thermique et la r\u00e9sistance chimique<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9sistance aux chocs thermiques<\/td>\nAucune fissure apr\u00e8s plus de 3 cycles \u00e0 1 100 \u00b0C<\/td>\nPermet de pr\u00e9dire la r\u00e9sistance au pr\u00e9chauffage dans des conditions r\u00e9elles de production<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Les sp\u00e9cifications sont conformes aux m\u00e9thodes d'essai de la norme ASTM C133 et aux directives de filtration de l'American Foundry Society. AdTech fournit, sur demande, des rapports d'essais r\u00e9alis\u00e9s par un laboratoire ind\u00e9pendant portant sur la r\u00e9sistance \u00e0 la compression et la composition chimique.<\/em><\/p>\n

Si un fournisseur n'est pas en mesure de fournir des donn\u00e9es de mesure concernant la r\u00e9sistance \u00e0 la compression, la tol\u00e9rance PPI et la composition chimique \u2014 non pas simplement des valeurs nominales, mais des donn\u00e9es r\u00e9elles issues d'essais par lots \u2014, cela constitue une lacune importante dans sa documentation relative \u00e0 la qualit\u00e9.<\/p>\n

Cas concret AdTech : refonte du processus de filtration d'une fonderie d'aluminium automobile malaisienne<\/h2>\n

Une usine de moulage d'aluminium de taille moyenne situ\u00e9e \u00e0\u00a0Shah Alam, Malaisie<\/strong>\u2014fabricant de composants de suspension et de supports de moteur destin\u00e9s aux cha\u00eenes d\u2019approvisionnement des \u00e9quipementiers automobiles japonais\u2014s\u2019est adress\u00e9 \u00e0 AdTech d\u00e9but 2024 avec un probl\u00e8me simple mais frustrant : leur taux de rebut avait augment\u00e9 au cours des 18 derniers mois, passant d\u2019une moyenne historique d\u2019environ 2,11 TP3T \u00e0 un taux actuel qui s\u2019obstinait \u00e0 se maintenir \u00e0 4,31 TP3T. Leur fournisseur de filtres en mousse c\u00e9ramique n\u2019avait pas chang\u00e9. La composition de leur charge d\u2019alliage n\u2019avait pas chang\u00e9. Rien de flagrant n\u2019avait chang\u00e9. Pourtant, les pi\u00e8ces \u00e9chouaient au contr\u00f4le radiographique \u00e0 un rythme qui commen\u00e7ait \u00e0 affecter leurs performances de livraison et leurs relations avec la client\u00e8le.<\/p>\n

Leur configuration de production \u00e0 l'\u00e9poque : une ligne de moulage sous pression par gravit\u00e9 utilisant un alliage d'aluminium A380, avec des filtres \u00e0 alumine de 15 \u00d7 15 pouces et 30 PPI fournis par un fournisseur r\u00e9gional en Tha\u00eflande. Ils n'utilisaient aucun syst\u00e8me de d\u00e9gazage en ligne, s'appuyant enti\u00e8rement sur un traitement au flux en amont du four pour l'\u00e9limination de l'hydrog\u00e8ne.<\/p>\n

L'\u00e9quipe technique d'AdTech a examin\u00e9 la situation et a identifi\u00e9 trois facteurs ayant contribu\u00e9 \u00e0 celle-ci :<\/p>\n

Tout d'abord, les filtres existants pr\u00e9sentaient des variations significatives du PPI au sein m\u00eame de chaque unit\u00e9 : certaines zones de la surface filtrante fonctionnaient effectivement \u00e0 25 PPI, tandis que d'autres avoisinaient les 38 PPI. Ce constat a \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9 par des essais de d\u00e9bit et une analyse des sections transversales. Cette h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 entra\u00eenait une r\u00e9partition in\u00e9gale du m\u00e9tal sur la surface filtrante et la formation de canaux localis\u00e9s.<\/p>\n

D'autre part, en l'absence de d\u00e9gazage en ligne en amont du filtre, les concentrations d'hydrog\u00e8ne dans la masse fondue \u00e9taient suffisamment \u00e9lev\u00e9es pour que le filtre soit en quelque sorte contraint de compenser les d\u00e9faillances du processus en amont, alors qu'il n'avait pas \u00e9t\u00e9 con\u00e7u pour y faire face seul.<\/p>\n

Troisi\u00e8mement, la station de pr\u00e9chauffage ne disposait d'aucun syst\u00e8me de surveillance de la temp\u00e9rature : les op\u00e9rateurs \u00e9valuaient visuellement si le pr\u00e9chauffage \u00e9tait termin\u00e9, ce qui entra\u00eenait d'importantes variations d'une coul\u00e9e \u00e0 l'autre au niveau de la temp\u00e9rature du filtre lors du premier contact avec le m\u00e9tal.<\/p>\n

AdTech a propos\u00e9 une solution par \u00e9tapes. Au cours de la premi\u00e8re phase, nous avons fourni 200 unit\u00e9s de 15 \u00d7 15 pouces, 30 PPI  Filtres en mousse c\u00e9ramique <\/span><\/a><\/strong>\u00a0et a proc\u00e9d\u00e9 \u00e0 une comparaison contr\u00f4l\u00e9e avec le produit du fournisseur actuel sur la m\u00eame ligne de coul\u00e9e. Les filtres AdTech ont d\u00e9montr\u00e9 une meilleure homog\u00e9n\u00e9it\u00e9 du PPI et une uniformit\u00e9 d'amor\u00e7age nettement sup\u00e9rieure, comme l'ont confirm\u00e9 les mesures de d\u00e9bit effectu\u00e9es toutes les 15 secondes pendant les 60 premi\u00e8res secondes de chaque coul\u00e9e.<\/p>\n

Au cours de la deuxi\u00e8me phase, AdTech a recommand\u00e9 l'ajout d'un mod\u00e8le compact\u00a0en forme d'auge unit\u00e9 de d\u00e9gazage en ligne <\/span><\/em><\/a><\/strong>\u00a0<\/em>en amont de la station de filtration \u2014 un produit qui fait \u00e9galement partie de la gamme AdTech. L'approche combin\u00e9e de d\u00e9gazage et de filtration a permis de ramener les teneurs en hydrog\u00e8ne \u00e0 moins de 0,12 ml\/100 g d'aluminium avant que le m\u00e9tal n'atteigne le filtre.<\/p>\n

R\u00e9sultats apr\u00e8s 90 jours de mise en \u0153uvre compl\u00e8te : le taux de rebut est pass\u00e9 de 4,31 TP3T \u00e0\u00a01.4%<\/strong>\u2014en dessous de leur niveau de r\u00e9f\u00e9rence historique. Le taux de rejet radiographique au service de contr\u00f4le \u00e0 la r\u00e9ception du constructeur a diminu\u00e9 de 68%. Le responsable qualit\u00e9 de l\u2019usine a soulign\u00e9 que plusieurs composants qui n\u00e9cessitaient auparavant une retouche manuelle \u00e9taient d\u00e9sormais syst\u00e9matiquement accept\u00e9s d\u00e8s la premi\u00e8re inspection.<\/p>\n

Le site malaisien fonctionne d\u00e9sormais dans le cadre d'un contrat d'approvisionnement trimestriel conclu avec AdTech, portant sur des filtres en mousse c\u00e9ramique, des rotors de d\u00e9gazage et  poudres de flux. <\/span><\/a> <\/strong><\/em>Tout a commenc\u00e9 parce qu'un filtre ne fonctionnait pas correctement, et cela a fini par avoir des r\u00e9percussions sur plusieurs \u00e9tapes de leur processus de purification. C'est g\u00e9n\u00e9ralement ainsi que les choses se passent lorsque le fournisseur comprend r\u00e9ellement le secteur de la fonderie, plut\u00f4t que de se contenter de lui vendre des produits.<\/p>\n

 Si votre projet n\u00e9cessite l'utilisation d'un filtre en mousse c\u00e9ramique, n'h\u00e9sitez pas \u00e0 nous contacter pour obtenir un devis gratuit. <\/span><\/strong><\/a><\/p>\n

\"Des
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Des ouvriers qualifi\u00e9s fabriquent avec le plus grand soin des plaques filtrantes en mousse c\u00e9ramique de haute qualit\u00e9<\/em><\/figcaption><\/figure>\n

Comment \u00e9volue la technologie des filtres en mousse c\u00e9ramique ?<\/h2>\n

Le proc\u00e9d\u00e9 de base de reproduction par moulage en mousse est utilis\u00e9 depuis la fin des ann\u00e9es 1970, mais la technologie n\u2019est pas rest\u00e9e immobile. Voici quelques axes de d\u00e9veloppement qui sont v\u00e9ritablement en train de red\u00e9finir les capacit\u00e9s de ces filtres :<\/p>\n

Filtres \u00e0 surface modifi\u00e9e :<\/strong>\u00a0Les filtres en mousse c\u00e9ramique standard capturent les inclusions principalement par des moyens m\u00e9caniques. Les filtres de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration int\u00e8grent des rev\u00eatements de surface r\u00e9actifs \u2014 g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 base de fondant ou de modifications chimiques d\u2019oxydes \u2014 qui attirent et retiennent activement les inclusions fines par affinit\u00e9 chimique. Cela s\u2019av\u00e8re particuli\u00e8rement pertinent pour les films d\u2019oxydes ultra-fins inf\u00e9rieurs \u00e0 10 microns, que la filtration m\u00e9canique seule peine \u00e0 capturer. Les m\u00e9thodes de lyophilisation et de synth\u00e8se biomim\u00e9tique mentionn\u00e9es pr\u00e9c\u00e9demment sont au c\u0153ur de ce d\u00e9veloppement : elles permettent aux chercheurs de moduler simultan\u00e9ment la chimie de surface et la g\u00e9om\u00e9trie des pores d\u2019une mani\u00e8re que la m\u00e9thode conventionnelle de reproduction de la mousse ne permet pas d\u2019obtenir facilement.<\/p>\n

Syst\u00e8mes de filtration \u00e0 deux \u00e9tages :<\/strong>\u00a0L'utilisation d'un filtre \u00e0 mailles plus larges (10 \u00e0 20 PPI) en amont d'un filtre \u00e0 mailles plus fines (40 \u00e0 50 PPI) permet de prolonger la dur\u00e9e de vie du filtre fin tout en obtenant un nombre final d'inclusions tr\u00e8s faible. Le filtre grossier retient la majeure partie des impuret\u00e9s grossi\u00e8res ; le filtre fin traite le reste. AdTech a fourni des ensembles de filtration \u00e0 deux \u00e9tages pour plusieurs lignes de coul\u00e9e de billettes d\u2019aluminium \u00e0 haute puret\u00e9.<\/p>\n

C\u00e9ramiques \u00e0 pochoir en bois et c\u00e9ramiques biomorphiques :<\/strong>\u00a0Un axe de recherche \u00e9mergent qui commence \u00e0 trouver des applications industrielles consiste \u00e0 utiliser la microstructure du bois naturel comme matrice pour produire des c\u00e9ramiques dot\u00e9es de r\u00e9seaux de pores anisotropes hautement organis\u00e9s, qui pr\u00e9sentent un comportement d'\u00e9coulement d'une r\u00e9gularit\u00e9 unique. La porosit\u00e9 de ces mat\u00e9riaux peut \u00eatre ajust\u00e9e entre environ 20 et 80 vol% en choisissant diff\u00e9rentes essences de bois et diff\u00e9rents proc\u00e9d\u00e9s de pr\u00e9paration.<\/p>\n

Le march\u00e9 mondial des filtres en mousse c\u00e9ramique devrait conna\u00eetre une croissance annuelle moyenne d'environ 5,51 TP3T jusqu'en 2030, port\u00e9e par le durcissement des normes d'int\u00e9gration dans les applications d'all\u00e8gement automobile et par l'augmentation de la consommation d'aluminium dans les composants structurels des v\u00e9hicules \u00e9lectriques.<\/p>\n

Pourquoi recourir \u00e0 l'AdTech pour les filtres en mousse c\u00e9ramique destin\u00e9s \u00e0 la fonderie ?<\/h2>\n

AdTech n'est pas le plus grand fabricant mondial de filtres en mousse c\u00e9ramique. Ce que l'entreprise a su d\u00e9velopper au cours de plus de deux d\u00e9cennies est bien plus utile pour la plupart des fonderies : une connaissance approfondie des proc\u00e9d\u00e9s, un v\u00e9ritable contr\u00f4le de la production et un mod\u00e8le d'assistance technique qui fait r\u00e9ellement intervenir des ing\u00e9nieurs, et non pas uniquement des charg\u00e9s de client\u00e8le.<\/p>\n

Les filtres sont fabriqu\u00e9s dans l'usine d'AdTech situ\u00e9e \u00e0 Jiaozuo, dans la province du Henan, dans le cadre de syst\u00e8mes qualit\u00e9 certifi\u00e9s ISO 9001. Avant la production, les mati\u00e8res premi\u00e8res sont soumises \u00e0 une analyse par spectroscopie XRF et \u00e0 une analyse granulom\u00e9trique \u00e0 leur r\u00e9ception. La viscosit\u00e9 de la boue est surveill\u00e9e en continu sur la ligne d'enduction. Les profils de temp\u00e9rature du four sont programm\u00e9s et enregistr\u00e9s pour chaque lot. Le contr\u00f4le final porte sur la r\u00e9sistance \u00e0 la compression, les tol\u00e9rances dimensionnelles et l\u2019\u00e9valuation visuelle de l\u2019uniformit\u00e9 de la structure cellulaire.<\/p>\n

Il ne s'agit pas l\u00e0 de discours commercial, mais simplement de ce que fait toute usine de production de c\u00e9ramique bien g\u00e9r\u00e9e. Si cela m\u00e9rite d'\u00eatre soulign\u00e9, c'est parce qu'un nombre non n\u00e9gligeable de fournisseurs de ce secteur ne respectent pas l'ensemble de ces crit\u00e8res, et cette diff\u00e9rence se refl\u00e8te dans vos donn\u00e9es de qualit\u00e9 de moulage, m\u00eame si elle n'appara\u00eet pas sur la fiche technique.<\/p>\n

Si vous utilisez des filtres en mousse c\u00e9ramique pour la coul\u00e9e d'aluminium, de fonte, de cuivre ou d'acier et que vos r\u00e9sultats actuels ne sont pas \u00e0 la hauteur de vos attentes \u2014 ou si vous souhaitez simplement savoir s'il existe une meilleure solution \u2014 L'\u00e9quipe d'AdTech <\/span>\u00a0<\/strong><\/em><\/a>Cela m\u00e9rite qu'on en discute. Envoyez-leur les sp\u00e9cifications actuelles de votre filtre, votre alliage et vos objectifs de qualit\u00e9. La r\u00e9ponse vous sera fournie par une personne qui comprend ce que ces chiffres signifient concr\u00e8tement dans un atelier de moulage.<\/p>\n