SIMON JérémieSIMON JérémieDESCONCLOIS StéphaneDESCONCLOIS Stéphane

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procédé breveté N°9411047 procédé breveté N°9411047 procédé breveté N°9411047 procédé breveté N°9411047

Mode d’Emploi

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INTRODUCTION

L’utilisation massive de sable à prise chimique pose des problèmes aux fondeurs, contraints de respecter une législation de plus en plus contraignante sur les rejets des sables usagés. Plusieurs solutions se présentent alors aux fondeurs:• une centrale de régénération du sable à prise chimique • le passage au V Process• le passage à l' écomoulage

L’écomoulage présente les intérêts suivants:• un coût plus faible que la régénération et le V Process• une adaptation facile du personnel

Le principe de l’écomoulage consiste à remplacer une partie du sable à prise chimique par du sable sans liant. La partie du moule directement en contact avec l ’alliage sera réalisé en sable à prise chimique,la partie supérieure sera réalisé quant à elle dans un sable sans liant.

Sommaire

Présentation du procédé et mise en œuvreEtape 1: préparation des 2 plaques modèles Etape 2: élaboration de la carapace en SPCEtape 3: thermoformage du film plastiqueEtape 4: pose du châssisEtape 5: remplissage par du sable sans liantEtape 6: vibration du mouleEtape 7:pose du film plastiqueEtape 8: faire le deuxième mouleEtape 9: assembler les 2 demi moulesEtape 10: coulée et décochage

Bilan

Etape 1:Préparation des 2 plaques modèles

modèle

Plaque

On prépare les 2 plaques modèles commepour le V Process. La plaque dispose de trous avec des filtres pour le thermoformage du film plastique sur la future carapace.

On passe ensuite sur le modèle un agent de démoulage.

Etape 2:Elaboration de la carapace en SPC

Masselotteset coulées

carapace

cadre

On prépare de manière traditionnelle sonsable à prise chimique (SPC).

On moule les éventuelles masselottes etcoulées en SPC et on les dispose sur la plaque modèle.

On réalise autour du modèle une carapace de quelques centimètres d’épaisseur. On pourra s’aider d’un cadre en bois pour minimiser la quantité de SPC.

Lors de la réalisation de cette carapace,on fera attention à faire apparaître des contre-dépouilles(elles nous serviront à garantir la solidarité entre SPC etle sable sans liant qui sera mis ultérieurement).

Masselottes

Données techniques

Etape 3:Thermoformage du film plastique

Panneau radiant

Film plastique

Carapace

Modèle

Le thermoformage d ’un film plastique sur la carapace permet la séparation du sable sans liant et de la carapace. Le thermoformage s’effectue à l’aide d’un panneau radiant.

Une fois chaud, on pose le film sur la carapace (1)il prendra forme (2) grâce à la dépression crée par la pompeà vide par le biais du caisson placé dessous..

dépression

2.2.

1.1.

Caisson

Etape 4:Pose du châssis

On dispose sur la plaque modèle unchâssis équipé d’un système d’aspiration. Celui-ciprésente 1 ou 2 grands tubes reliés à la pompe à vide. Ils serviront à instaurer la dépression dans le sable sans liant.

On prend soin de positionner le châssissur la table vibrante à l’aide de goujons.

Etape 5:Remplissage par du sable sans liant

On remplit la partie supérieureavec du sable sans liant de même granulométrieque le sable à prise chimique.

Etape 6:Vibrations du moule

Pour assurer un bon compactagedu sable, on va procéder à un cycle de vibrations du moule.

Le demi moule est fixé à la table.Celle-ci va vibrer pendant une trentaine de secondes.

Etape 7:Pose du film plastique

On dépose un film plastique de qualitéstandard sur le dessus du demi-moule. On place ensuite le tout sous dépression. Le film plastique utilisé au dessus est dans la plupart des cas d ’une qualité moindre. 2.2.

1.1.

Etape 8:Faire le deuxième demi-moule

On réalise de même le deuxième demi-moule. On place donc un système de coulée et l’on découpe le film plastique avec un fer à souder.

On découpe autour des éventuellesmasselottes de la même manière.

Etape 9:Assembler les 2 demi moules

Une fois les 2 demi-moules réalisés,on les réunit en les plaçant l’un au dessus de l’autre.

Etape 10:Coulée et décochage

La coulée peut s’effectuer soit avec dépression soit sans dépression.Avec dépression, les 2 demi-moules seront maintenus par des crampes. Sans dépression, on placera des poids de charge sur le moule pour éviter tout soulèvement.

Pour le décochage on amène les châssis encore sous dépression au dessus d ’une grille de décochage. Une fois au dessus de celle-ci, on coupe la dépression dans le sable : le sable, la carapace et la pièce tombent sur la grille. Il n ’y a plus qu ’à récupérer la pièce et le sable de la carapace.

Bilan

AVANTAGES

Utiliser le sable de moulage de la fonderie: sable siliceux AFA 60 Réduction de 50 à 90 % du volume de SPC par rapport au moulage tout SPC Simplification du décochage Réduction du temps de refroidissement de la pièce Récupération de 80 à 95 % du sable sans régénération thermique Tous les avantages du SPC: pas d ’érosion, pas de gale, facilité de la technique… Coûts de mise en place d’un chantier écomoulage faible

INCONVENIENT

Difficulté inhérente à un changement de procédé de travail

Données techniques

Dépression

Afin d ’assurer la cohésion du sable sans liant déposé sur la carapace et de lier celui-ci à lacarapace elle-même, on le place sous dépression.

Cette dépression est faible, comparée à celle nécessaire pour le V-process : une dépression de0.2 bar est suffisante alors que pour le V-process celle-ci est bien plus importante.

La qualité de la pompe à vide utilisée ne sera donc pas nécessairement aussi bonne que celle des pompes à V-process.

Masselotte

Cet artifice de fondeur vise à déplacer le défaut de retassure hors de la pièce. En calculant les points de la pièce où le métal est le plus chaud, on déterminel’emplacement des masselottes. Ainsi, le retrait qui aurait du se trouver dans la pièce se situe dans la masselotte donc à l’extérieur de cette dernière.

SPCLes sables de fonderie présentent 2 composants essentiels:

•Un produit pulvérulent qui constitue l’essentiel du volume et qui se présente sous la forme d’un granulé• (SiO2 en général)

• Un liant qui a pour but de relier entre eux les grains de pulvérulents de façon à donner au sable de fonderie ses propriétés de cohésion et de mise en forme.

Le support pulvérulent doit présenter les qualités suivantes:• réfractairité• perméabilité• absence d ’impuretés nocives

Film plastique

On distingue 2 types de film plastique lors de l’écomoulage:• le film en contact avec la carapace qui sera recouvert de sable sans liant• le film au dessus du moule

le film en contact avec la carapace sera thermoformé (c’est à dire échauffé pour être étiré etparfaitement en contact avec la carapace). Ce film devra donc posséder de bonnes caractéristiques mécaniques(résistance à l’étirement, …). On utilise majoritairement des films en EVA d’une épaisseurde quelques microns, capables de s’étirer de 5 fois leur longueur. Cependant il est nécessaire de vérifier que la carapace ne présente pas de zones pointues qui déchireraient le film. Lors du thermoformage le film de couverture présente quant à lui des capacités moindres. En effet, il ne sera pas étiré mais simplement posé sur le moule. Il peut donc s’agir d ’une qualité quasi quelconque contrairement au film précédent (pour des raisons économiques).

GranulométrieL ’analyse granulométrique d’un sable exprime, en %, la répartition des grains , selon des classes

conventionnelles de dimensions;Une dimension uniforme assure une bonne fluidité du sable préparé, un bon remplissage des moules, mais peut conduire à des défauts pendant et après la coulée.

Il est profitable de prendre 2 sables (SPC et sable sans liant) de même granulométrie. Ainsi après décochage, il ne sera pas nécessaire de tamiser le sable pour séparer les 2 sables dans le but d’une utilisation future.

La granulométrie d’un sable s’évalue en AFA. Un ordre de grandeur pour l’écomoulage est un sable de granulométrie 60 à 100. Plus la granulométrie est fine (100), plus on améliore l’état de surface maison augmente la quantité de liant utilisée. Cependant ce problème revêt peu d importance en écomoulage vu la faible masse de SPC.

Données techniques

0

20

40

60

80

100

SPC Ecomoulagecarapace

3cm

Ecomoulagecarapace

1cm

Masse de SPCLe graphique montre clairement

une diminution de la masse de SPC utiliséavec la technique de l ’écomoulage par rapportà un moule purement en SPC.

Pour minimiser le SPC en écomoulage,on peut diminuer l’épaisseur de la carapace.

Données techniques

Pour mesurer la performance du procédé (et notamment des pièces élaborées), on étudieles états de surface des pièces. Une des données importantes de l’état de surface est le Ra.

On constate que l’état de surface de la pièce (et notamment le Ra) s’améliore avec unediminution de la taille des grains de sable.

A titre de comparaison, l’état de surface est sensiblement celui d’une pièce moulée enSPC et reste éloigné de celui du V-Process.