Simulation numérique deS champS dynamique et thermique durant le moulage par injection à haute pression des métaux

Abstract

Dans l'industrie des métaux, le moulage mécanique sous pression (MMSP) prend de nos jours une place très importante, c'est l'une des techniques de fabrication utilisées dans la plupart des processus industriels. L'occlusion d'air provoquée par l'écoulement du métal liquide durant la phase lente d’injection est l'un des facteurs qui contribue au défaut de porosité dans le MMSP avec chambre froide horizontale. L'objectif de cette étude est d'analyser une loi d'accélération du piston afin de réduire au minimum l'occlusion d'air durant la phase lente d’injection, et de réduire ainsi la porosité dans les pièces fabriquées. Un modèle numérique tridimensionnel, basé sur les équations de la conservation de la masse, la quantité de mouvement et l’équation d’énergie, a été développé et employé pour simuler l’écoulement du métal liquide dans la chambre d'injection. Le suivi de la surface libre est assuré par la méthode VOF. Vue le déplacement du piston, la géométrie du domaine est variable et la résolution numérique utilise un maillage dynamique. Cette simulation est effectuée par le code de calcul « FLUENT ». Les quantités d’occlusion d’air pour différents profils de vitesses d’injection ont été étudiées. Les résultats prouvent qu’il existe une vitesse optimale du piston permettant de minimiser au maximum l’occlusion de gaz dans le cylindre d’injection.