SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  58
Télécharger pour lire hors ligne
1
Fonderie
Présentation de la réalisation
de préformes par moulage.
LycLycéée Vaubane Vauban –– classes de P.T.S.I. et P.T.classes de P.T.S.I. et P.T.
2
Grèce ancienne,
vers 450 av. J.C.
Travail du fer au Moyen-Age,
Angleterre vers 1543
Moulage, autrefois
3
Moulage
RRééfféérences de la prrences de la préésentationsentation
Précis de fonderie, G. Facy et M. Pompidou, AFNOR, 2è édition ;
ENSAM Angers, laboratoire industriel de fonderie ;
Prof. Timothy Gutowski, http://web.mit.edu/course/2/2.810/ts_temp.
4
Méthodes de moulage
• Moulage au sable
Alliages à haut point de
fusion, géométries
complexes, état de surface
rugueux
• Moulage de précision
Alliages à haut point de fusion,
géométries complexes, surfaces
de rugosité moyenne
• Moulage en coquille
Alliages à haut point de fusion,
géométries moyennement
complexes, surfaces de faible
rugosité
On sOn s’’intintééressera particuliressera particulièèrement au premier typerement au premier type
5
Moulage en moule permanentMoulage en moule non permanent
TMoulage avec modèle partiel
(troussage, carcasses et squelettes) ;
TMoulage avec modèle permanent ;
TMoulage avec plaque modèle ;
TMoulage avec noyaux ;
TMoulage par centrifugation ;
TMoulage avec insertion ;
TMoulage en carapace ;
TMoulage en moule céramique ;
TMoulage avec modèle non permanent ;
TMoulage en coquille par gravité ;
TMoulage en coquille sous pression ;
TMoulage par centrifugation ;
Les procédés de fonderie
6
Moulage au sable
Châssis supérieur
Châssis inférieur
Trou de coulée
Flasque
Sable
Joint de moulage
Empreinte
de moulage
Attaque
de coulée
Sable
Évent
Carotte
Canal
d’alimentation
Noyau
(sable)
Principe de basePrincipe de base
7
Châssis supérieur
Châssis inférieur
Flasque
Pièce Modèle
Sable Noyau
Moulage au sable Principe de basePrincipe de base
8
Moulage au sable Exemples de rExemples de rééalisationalisation
9
Moulage avec modèle partiel
Troussage rectiligne Troussage circulaire
Modèle squelette
10
Moulage avec modèle permanent
11
Moulage avec modèle permanent
ModModèèles en bois et en plastiqueles en bois et en plastique
12
Moulage avec modèle permanent
Prototypage rapidePrototypage rapide
Le prototypage rapide permet de créer directement le modèle physique à partir du
modèle numérique CAO, sous 24 à 48 heures.
13
Moulage avec plaque modèle
14
Moulage avec plaque modèle
Le V-process est une technique qui a fait son apparition en 1971
et son développement se poursuit encore aujourd’hui.
Le V-process est un procédé de moulage sous vide utilisant un
film thermoplastique pour donner la forme du modèle aux deux
parties du moule.
PrincipePrincipe
• Les plaques modèles et châssis sont des caissons
permettant ainsi la mise en dépression de l’ensemble.
• Après chauffage d’un film thermoplastique, celui-ci est
déposé sur le caisson modèle et vient plaquer
parfaitement le modèle par une mise en dépression.
• Le vide étant maintenu sur le modèle, on vient
positionner le caisson châssis qui sera ultérieurement
raccordé au système déprimogène.
VV--processprocess
15
VV--processprocess
Moulage avec plaque modèle
• Le châssis étant rempli de sable extra-silicieux, on
provoque des vibrations pour améliorer la compacité
du moule. Après égalisation du sable et pose du film
plastique (non chauffé) sur la partie supérieure du
moule, le châssis est mis sous dépression.
• Pour pratiquer le démoulage, il suffit de supprimer le
vide dans le caisson et d’insuffler à la place de l ‘air
sous faible pression puis de soulever le châssis.
• La seconde partie du moule est réalisé suivant le
même processus.
PrincipePrincipe –– suitesuite ––
• Pas de préparation (sable sans liant) ;
• Bonne perméabilité du moule ;
• Hautes précisions géométriques et dimensionnelles
des pièces coulées ;
• Dépouille non nécessaire ;
• Matériaux de moulage bon marché ;
• Très bon état de surface ;
• Aucune usure des châssis par suite des secousses
ou du décochage.
AvantagesAvantages
16
Moulage avec noyaux
17
Moulage par centrifugation
18
Moulage avec insertion
C 45
Ailettes de refroidissement
Acier réfractaire
C 25
38 Cr 4
Trou dans une pièce
difficilement usinable
19
Procédé Croning
Moulage en carapace
20
Moulage en moule céramique
21
Moulage avec modèle non permanent
22
Moulage avec modèle non permanent
Machine d’injection de cire
23
Moulage avec modèle non permanent
Les débuts du Lost-Foam dans l'industrie remontent aux
années 80. Signifiant "Mousse-Perdue", ce procédé est à moule
et modèle destructible. Il est essentiellement utilisé dans le
domaine de l'automobile car sa rentabilité réside dans la
complexité des pièces.
ProcProcééddéé LostLost--FoamFoam
• Pièce sans plan de joint
• Moule sans noyau
• Sable sans liant
• Possibilité de réaliser des pièces
complexes
AvantagesAvantages
24
Moulage avec modèle non permanent
ProcProcééddéé LostLost--FoamFoam
• Fabrication du modèle en polystyrène expansé et
ses accessoires (les accessoires peuvent être
assemblés par collage)
• Application d'un enduit (réfractaire)
• Disposition du modèle dans un bac que l'on
remplit de sable
• Répartition du sable dans toutes les cavités par
vibrations
• Coulée de l'alliage liquide dans le moule ce qui
sublime le modèle
• Décochage par simple vibration ou insufflation
d'air
PrincipePrincipe
25
Outillage
ChâssisChâssis
BoBoîîtete àà noyauxnoyaux
Machine de noyautageMachine de noyautage
26
Système d’attaque
27
Système d’alimentation
28
Chantier de moulage
29
Principaux matériaux de fonderie
alliages de zinc ;
alliages d’aluminium ;
alliages de cuivres ;
fontes et fontes alliées.
Principaux alliages de fonderiePrincipaux alliages de fonderie
Principaux sables de fonderiePrincipaux sables de fonderie
sables à vert ;
sables à prise chimique à froid ;
Sables pour procédé croning.
30
Moulage en coquille par gravité
31
Moulage en coquille sous pression
Demi-coquille fixeDemi-coquille mobile
Éjecteur
Cavité
Piston
Chemise
Remplissage
32
La coquilleuse automatique est un système appartenant à la
catégorie du moulage en moules permanents. La seule
différence avec la coulée en coquille traditionnelle est
l’automatisation de certaines étapes de coulée.
Coquilleuse automatique
•Fermeture et verrouillage de la coquille ;
•Coulée par basculement ;
•Démoulage des broches et des tiroirs ;
•Ouverture du moule ;
•Éjection de la pièce.
PrincipePrincipe
33
Coulée continue
Cette technique, déjà utilisée en sidérurgie pour obtenir des produits longs, permet la
réalisation de profilés de sections pleines ou creuses de forme très variée.
L’alliage en fusion contenu dans un four est admis, par gravité, dans une filière ou une
coquille refroidie. A la sortie, une couche solidifiée assure la tenue de l’ensemble, jusquà la
fin de la solidification.
Une installation comprend : un four de maintien, un moule métallique refroidi, un système
de maintien et de traction du profilé.
34
Fusion des matériaux
FourFour àà inductioninduction
35
Simulation numérique
La simulation numérique permet de modéliser le comportement du matériau métallique coulé dans
un moule dès les premiers instants du remplissage et ceci jusqu’à la fin du refroidissement du
solide dans son empreinte. Avec l’aide des logiciels de simulation numérique, en peut observer les
anomalies d’engorgement, les tourbillons, les problèmes de refroidissement, les problèmes de
vitesse…
36
Simulation numérique
• Définition de la géométrie à l’aide d’un logiciel de CAO ;
• Maillage spatial de la géométrie précédente qui sera ainsi découpée en
éléments simples ;
• Discrétisation temporelle qui, pour obtenir des résultats fiables, devra
être la plus fine possible au détriment du temps de calcul ;
• Mise en place des conditions initiales ( température, vitesse, pression
métallostatique…) ;
• Mise en place des condition aux limites (conditions de flux ou de
température imposées aux frontières extérieures) ;
• Données thermophysiques (conductivité thermique, capacité thermique,
masse volumique, enthalpie massique de solidification pour l’alliage
coulé…).
Mise enMise en œœuvre duvre d’’une simulationune simulation
• Température en tout point du maillage ;
• Vitesse en tout point du fluide ;
• Pression en tout point de l’empreinte ;
• Zones contenant un pourcentage donné de
solide ou de liquide.
rréésultats physiquessultats physiques
rréésultats nsultats néécessitantcessitant
une interprune interpréétationtation
• Défauts d’écoulement, turbulences, emprisonnement
d’air ;
• Défauts de retassure.
37
Contrôles
Les moules et les noyaux doivent résister aux diverses sollicitations
(mécaniques, thermiques, chimiques) durant le processus d’élaboration ainsi
que lors de la coulée et de la solidification. En revanche, durant le
refroidissement et jusqu’au décochage, la décohésion des matériaux de moulage
est recherchée afin d’éviter les contraintes internes dans la pièce moulée et
faciliter son extraction.
Différents contrôles permettent la mesure des caractéristiques des matériaux.
Contrôle des sablesContrôle des sables
cohésion
perméabilité
granulométrie
La cohésion d’un sable de fonderie est
mesurée par des essais de compression,
flexion, traction, cisaillement sur des
éprouvettes normalisées.
Les éléments d'un moule de fonderie doivent
être perméables aux gaz.
Cette mesure permet de calculer un indice de finesse du sable utilisé ainsi que d'établir on étalement granulométrique.
La granulométrie d'un sable se choisit en fonction de l'alliage coulé, de la perméabilité recherchée, de l'état de surface souhaité, etc.
38
Contrôles Contrôle des piContrôle des pièècesces
Permet de contrôler les défauts débouchant en surface.
Un liquide tensio-actif coloré est appliqué en surface
d’une pièce et après essuyage de cette surface, les
défauts constituent des réserves de liquide qui, par
révélation à la lumière blanche ou ultra-violette,
deviennent détectable à l’œil.
Contrôle par ressuage
Contrôle par ultrasons
Contrôle par induction
Le sondage est effectué par un faisceau d’ultrasons émis
d’un palpeur en contact avec la pièce à contrôler qui, après
réflexion sur les défauts rencontrés et les parois de la
pièce, est reçu par un palpeur de réception (le même
palpeur peut servir à l’émission et à la réception).
Méthode comparative basée sur les courants de Foucault pour
déceler les criques. La pièce à contrôler passe dans l’axe d’un
solénoïde, créant un champ d'induction. La pièce est alors le
siège de courants électriques créant à leur tour un champ
induit, réagissant sur le circuit primaire. Après étalonnage de
l’appareil, on décèlera les pièces produisant un flux différent de
la pièce étalon.
39
Propriétés et défauts de fonderie
Coulabilité (aptitude à remplir le moule) ;
Retrait de l’alliage à l’état liquide ;
Retrait de l’alliage à l’état solide ;
Retassure (cavité formée durant la phase de solidification due au retrait du métal ) ;
Crique (fissures produites par le déchirement du métal au cours du refroidissement) ;
Soufflure (trous formés par des bulles de gaz libéré par le métal au cours de sa
solidification) ;
Ségrégation (hétérogénéité chimique se produisant à la solidification) ;
Contraintes résiduelles (retrait et anisotropie créent des contraintes internes).
PropriPropriééttééss àà prendre en compteprendre en compte
Principaux dPrincipaux dééfautsfauts
Retassure sur l’hélice du PAN Charles De Gaulle
40
Propriétés de fonderie
0,5 à 3Fontes GL4,5Cu-Sn
7 à 10Aciers alliés3,5 à 5Al-Si
5 à 6Zn4Mg
3 à 6Fontes GS6,5Cu-Zn
5 à 7Aciers non alliés7 à 8Al-Cu
Retrait (%)AlliageRetrait (%)Alliage
Retrait des alliagesRetrait des alliages
41
Structures métalliques
Trois structures obtenues par moulage dans un moule carrTrois structures obtenues par moulage dans un moule carréé
(a) Métal pur ;
(b) Alliage en solution solide ;
(c) Structure obtenue en ajoutant
des agents de nucléation.
42
Transferts thermiques
= −
dT
q k
dx
Conduction en rConduction en réégime permanentgime permanent
Loi de Fourier unidirectionnelle
Cuivre 394
Aluminum 222
Fer 29
Sable 0.61
Valeurs de k (W/m K)
∂ ∂
=
∂ ρ ∂
2
2
T k T
t c x
Équation différentielle unidirectionnelle
Chaleur nécessaire pour solidifier une longueur s
=
∂⎛ ⎞
ρ = − = ⎜ ⎟∂⎝ ⎠ 0x
ds dq T
H k
dt dt x
Solution de l’équation conduisant à la loi de Chvorinov
⎛ ⎞
= α⎜ ⎟
⎝ ⎠
n
s
V
t
A
=
V
s
A
Volume à solidifier
Aire enveloppe de V
= 1,5 à 2n
α constante
temps de solidificationst
43
Transferts thermiques
⎛ ⎞
≈ ⎜ ⎟
⎝ ⎠
2
s
V
t
A
sable solide liquide
T0
TM
x
s
Profil approximatif de la solidification d’un métal pur versé à
son point de fusion sur la paroi lisse d’un moule en sable.
Moulage au sableMoulage au sable
Temps de la solidification
Loi de Chvorinov
ts : temps de solidification ;
V : volume du bloc ;
A : aire du bloc.
44
≈s
V
t
A
Profil approximatif de la solidification d’un métal pur versé à
son point de fusion sur la paroi lisse d’un moule métallique.
Moulage en coquilleMoulage en coquille
Transferts thermiques
moule solide liquide
T0
TM
x
s
Temps de la solidification
Loi de Chvorinov
ts : temps de solidification ;
V : volume du bloc ;
A : aire du bloc.
45
Tracé des pièces moulées
46
Tracé des pièces moulées
47
Tracé des pièces moulées
48
Tracé des pièces moulées
49
Tracé des pièces moulées
50
Tracé des pièces moulées
51
Tracé des pièces moulées
52
Tracé des moules
PouliePoulie àà fabriquerfabriquer
PiPièècece àà obtenir au moulageobtenir au moulage
53
Tracé des moules
ModModèèle en deux parties rle en deux parties rééalisaliséé par le modeleurpar le modeleur
54
Tracé des moules
Châssis supChâssis supéérieurrieur
Châssis infChâssis inféérieurrieur
55
Tracé des moules
ChâssisChâssis
NoyauNoyau
56
Tracé des moules
Moule prêtMoule prêt àà être coulêtre couléé
57
Tracé des moules
Proposer un tracé de moulage de
la pièce ci-contre comprenant :
le tracé du moule ;
la position de la surface de joint ;
le tracé des (éventuels) noyaux ;
le tracé des surépaisseurs d’usinage ;
le système de coulée et les évents.
Remarque : toutes les surfaces
planes sont fonctionnelles.
58
Tracé des moules

Contenu connexe

Tendances

Assemblages vissés
Assemblages vissésAssemblages vissés
Assemblages vissés
medrouam
 
Extrusion soufflage et injection-souflage
Extrusion soufflage et injection-souflageExtrusion soufflage et injection-souflage
Extrusion soufflage et injection-souflage
Oussama ZAKARI
 
Moulage des thermoplastique
Moulage des thermoplastiqueMoulage des thermoplastique
Moulage des thermoplastique
Oussama ZAKARI
 
Presentation emboutissage
Presentation emboutissagePresentation emboutissage
Presentation emboutissage
abdelhakmnasri
 
Manuel.de.technologie.mã©canique
Manuel.de.technologie.mã©caniqueManuel.de.technologie.mã©canique
Manuel.de.technologie.mã©canique
scorpios92
 
Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...
Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...
Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...
Majda El Aouni
 

Tendances (20)

PROCÉDÉS D'ÉLABORATION DES PIÈCES MÉCANIQUES
PROCÉDÉS D'ÉLABORATION DES PIÈCES MÉCANIQUESPROCÉDÉS D'ÉLABORATION DES PIÈCES MÉCANIQUES
PROCÉDÉS D'ÉLABORATION DES PIÈCES MÉCANIQUES
 
Rapport PFA: Etude, conception et simulation par injection d’une caisse en po...
Rapport PFA: Etude, conception et simulation par injection d’une caisse en po...Rapport PFA: Etude, conception et simulation par injection d’une caisse en po...
Rapport PFA: Etude, conception et simulation par injection d’une caisse en po...
 
Elaboration des materiaux
Elaboration des materiauxElaboration des materiaux
Elaboration des materiaux
 
Assemblages vissés
Assemblages vissésAssemblages vissés
Assemblages vissés
 
Fonderie lmentsdinitiation-cours bilakrida
Fonderie lmentsdinitiation-cours bilakridaFonderie lmentsdinitiation-cours bilakrida
Fonderie lmentsdinitiation-cours bilakrida
 
Cours fabrication mécanique5
Cours fabrication mécanique5Cours fabrication mécanique5
Cours fabrication mécanique5
 
Extrusion soufflage et injection-souflage
Extrusion soufflage et injection-souflageExtrusion soufflage et injection-souflage
Extrusion soufflage et injection-souflage
 
Cisaillement Simple.PPTX
Cisaillement Simple.PPTXCisaillement Simple.PPTX
Cisaillement Simple.PPTX
 
Materiaux
MateriauxMateriaux
Materiaux
 
05 gamme
05 gamme05 gamme
05 gamme
 
Les composites
Les compositesLes composites
Les composites
 
Moulage des thermoplastique
Moulage des thermoplastiqueMoulage des thermoplastique
Moulage des thermoplastique
 
Les étapes de la fabrication du ciment soufiane merabti
Les étapes de la fabrication du ciment  soufiane merabti Les étapes de la fabrication du ciment  soufiane merabti
Les étapes de la fabrication du ciment soufiane merabti
 
Cours fabrication mécanique3
Cours fabrication mécanique3Cours fabrication mécanique3
Cours fabrication mécanique3
 
Chapitre 1234 matériaux
Chapitre 1234 matériauxChapitre 1234 matériaux
Chapitre 1234 matériaux
 
Dessin technique cour singenieur
Dessin technique cour singenieurDessin technique cour singenieur
Dessin technique cour singenieur
 
Presentation emboutissage
Presentation emboutissagePresentation emboutissage
Presentation emboutissage
 
Manuel.de.technologie.mã©canique
Manuel.de.technologie.mã©caniqueManuel.de.technologie.mã©canique
Manuel.de.technologie.mã©canique
 
Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...
Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...
Devoir+corrigé+de+synthèse+n°3+ +génie+mécanique+système+de+grénaillage+et+de...
 
Cahier Meca 4 ST Part 1/2
Cahier Meca 4 ST Part 1/2Cahier Meca 4 ST Part 1/2
Cahier Meca 4 ST Part 1/2
 

En vedette

En vedette (20)

Contrôle non destructif par Radiographie
Contrôle non destructif par RadiographieContrôle non destructif par Radiographie
Contrôle non destructif par Radiographie
 
Chimie de polymère
Chimie de polymèreChimie de polymère
Chimie de polymère
 
élaboration-désignation-matériaux
élaboration-désignation-matériauxélaboration-désignation-matériaux
élaboration-désignation-matériaux
 
Contrôle non destructif par ultrasons
Contrôle non destructif par ultrasonsContrôle non destructif par ultrasons
Contrôle non destructif par ultrasons
 
étude-du-diagramme-fer-carbone
étude-du-diagramme-fer-carboneétude-du-diagramme-fer-carbone
étude-du-diagramme-fer-carbone
 
Identification des métaux
Identification des métaux Identification des métaux
Identification des métaux
 
contrôle non destructif
contrôle non destructifcontrôle non destructif
contrôle non destructif
 
Diagramme de phase
Diagramme de phaseDiagramme de phase
Diagramme de phase
 
Diagrammes d'équilibre
Diagrammes d'équilibreDiagrammes d'équilibre
Diagrammes d'équilibre
 
Métaux ferreux
Métaux  ferreuxMétaux  ferreux
Métaux ferreux
 
Chimie des matériaux
Chimie des matériauxChimie des matériaux
Chimie des matériaux
 
contrôle non destructif
contrôle non destructifcontrôle non destructif
contrôle non destructif
 
les Procédés soudage
les Procédés soudageles Procédés soudage
les Procédés soudage
 
Cahier des charges des matériaux de restauration utilisés
Cahier des charges des matériaux de restauration utilisésCahier des charges des matériaux de restauration utilisés
Cahier des charges des matériaux de restauration utilisés
 
Propriétés des métaux
Propriétés des métaux Propriétés des métaux
Propriétés des métaux
 
Principe de fonctionnement du moteur 4 temps
Principe de fonctionnement du moteur 4 tempsPrincipe de fonctionnement du moteur 4 temps
Principe de fonctionnement du moteur 4 temps
 
Traitement superficiel des aciers
Traitement superficiel des aciersTraitement superficiel des aciers
Traitement superficiel des aciers
 
traitement mécanique et thermochimique
traitement mécanique et thermochimiquetraitement mécanique et thermochimique
traitement mécanique et thermochimique
 
traitement thermique et thermochimique
traitement thermique et thermochimiquetraitement thermique et thermochimique
traitement thermique et thermochimique
 
Traitement thermique des_aciers
Traitement thermique des_aciersTraitement thermique des_aciers
Traitement thermique des_aciers
 

Similaire à Cours moulage

Le moulage cire_perdue
Le moulage cire_perdueLe moulage cire_perdue
Le moulage cire_perdue
karikou2005
 
Mise en oeuvre des composites
Mise en oeuvre des compositesMise en oeuvre des composites
Mise en oeuvre des composites
Oussama ZAKARI
 
Mise en moufle cuisson et finition
Mise en moufle cuisson et finitionMise en moufle cuisson et finition
Mise en moufle cuisson et finition
Abdeldjalil Gadra
 
Tds sika-anchorfix1-fr
Tds sika-anchorfix1-frTds sika-anchorfix1-fr
Tds sika-anchorfix1-fr
PantinPP
 

Similaire à Cours moulage (20)

L'élaboration des métaux et le moulage en moule non permanent
L'élaboration des métaux  et le moulage en moule non permanentL'élaboration des métaux  et le moulage en moule non permanent
L'élaboration des métaux et le moulage en moule non permanent
 
Le moulage cire_perdue
Le moulage cire_perdueLe moulage cire_perdue
Le moulage cire_perdue
 
Prothese pap-mise en moufle1
Prothese pap-mise en moufle1Prothese pap-mise en moufle1
Prothese pap-mise en moufle1
 
Mise en oeuvre des composites
Mise en oeuvre des compositesMise en oeuvre des composites
Mise en oeuvre des composites
 
Mise en moufle cuisson et finition
Mise en moufle cuisson et finitionMise en moufle cuisson et finition
Mise en moufle cuisson et finition
 
Fonderie.pptx
Fonderie.pptxFonderie.pptx
Fonderie.pptx
 
Preparation du chassis au labo ( partie 1 ).pptx
Preparation du chassis au labo ( partie 1 ).pptxPreparation du chassis au labo ( partie 1 ).pptx
Preparation du chassis au labo ( partie 1 ).pptx
 
2029 mod 4
2029 mod 42029 mod 4
2029 mod 4
 
Oce3
Oce3Oce3
Oce3
 
Procédés de fabrication des carreaux céramiques
Procédés de fabrication des carreaux céramiquesProcédés de fabrication des carreaux céramiques
Procédés de fabrication des carreaux céramiques
 
Emboutissage
EmboutissageEmboutissage
Emboutissage
 
Moulage sous vide
Moulage sous videMoulage sous vide
Moulage sous vide
 
Tds sika-anchorfix1-fr
Tds sika-anchorfix1-frTds sika-anchorfix1-fr
Tds sika-anchorfix1-fr
 
Bs calfeutrement
Bs calfeutrementBs calfeutrement
Bs calfeutrement
 
Revêtements bandes à froid: Techniques et propriétés de matériaux
Revêtements bandes à froid: Techniques et propriétés de matériauxRevêtements bandes à froid: Techniques et propriétés de matériaux
Revêtements bandes à froid: Techniques et propriétés de matériaux
 
Rapport de stage Lafarge
Rapport de stage LafargeRapport de stage Lafarge
Rapport de stage Lafarge
 
Essais sur béton durci
Essais sur béton durciEssais sur béton durci
Essais sur béton durci
 
Solutions émottage et broyage palamatic process
Solutions émottage et broyage palamatic processSolutions émottage et broyage palamatic process
Solutions émottage et broyage palamatic process
 
Matériaux de construction.pptx
Matériaux de construction.pptxMatériaux de construction.pptx
Matériaux de construction.pptx
 
Procèdes de fabrication : Soudage et moulage
Procèdes de fabrication : Soudage et moulageProcèdes de fabrication : Soudage et moulage
Procèdes de fabrication : Soudage et moulage
 

Plus de Rafael Nadal (10)

Manuel freins
Manuel freinsManuel freins
Manuel freins
 
(Cahier technique automobile) guy hubert electricité tome 1 - principe d...
(Cahier technique automobile) guy hubert   electricité   tome 1 -  principe d...(Cahier technique automobile) guy hubert   electricité   tome 1 -  principe d...
(Cahier technique automobile) guy hubert electricité tome 1 - principe d...
 
(Cahier technique automobile) guy hubert electricité tome 2 - batterie, ...
(Cahier technique automobile) guy hubert   electricité   tome 2 -  batterie, ...(Cahier technique automobile) guy hubert   electricité   tome 2 -  batterie, ...
(Cahier technique automobile) guy hubert electricité tome 2 - batterie, ...
 
Lu k cours_embrayage_2013
Lu k cours_embrayage_2013Lu k cours_embrayage_2013
Lu k cours_embrayage_2013
 
Management des entreprises_en_24_fiches
Management des entreprises_en_24_fichesManagement des entreprises_en_24_fiches
Management des entreprises_en_24_fiches
 
traitement de surface
traitement de surfacetraitement de surface
traitement de surface
 
les résines composites
les résines compositesles résines composites
les résines composites
 
cristallographie
cristallographiecristallographie
cristallographie
 
Contrôle non destructif par Courants de Foucault
Contrôle non destructif par Courants de FoucaultContrôle non destructif par Courants de Foucault
Contrôle non destructif par Courants de Foucault
 
Contrôle non destructif par magnétoscopie
Contrôle non destructif par magnétoscopieContrôle non destructif par magnétoscopie
Contrôle non destructif par magnétoscopie
 

Cours moulage

  • 1. 1 Fonderie Présentation de la réalisation de préformes par moulage. LycLycéée Vaubane Vauban –– classes de P.T.S.I. et P.T.classes de P.T.S.I. et P.T.
  • 2. 2 Grèce ancienne, vers 450 av. J.C. Travail du fer au Moyen-Age, Angleterre vers 1543 Moulage, autrefois
  • 3. 3 Moulage RRééfféérences de la prrences de la préésentationsentation Précis de fonderie, G. Facy et M. Pompidou, AFNOR, 2è édition ; ENSAM Angers, laboratoire industriel de fonderie ; Prof. Timothy Gutowski, http://web.mit.edu/course/2/2.810/ts_temp.
  • 4. 4 Méthodes de moulage • Moulage au sable Alliages à haut point de fusion, géométries complexes, état de surface rugueux • Moulage de précision Alliages à haut point de fusion, géométries complexes, surfaces de rugosité moyenne • Moulage en coquille Alliages à haut point de fusion, géométries moyennement complexes, surfaces de faible rugosité On sOn s’’intintééressera particuliressera particulièèrement au premier typerement au premier type
  • 5. 5 Moulage en moule permanentMoulage en moule non permanent TMoulage avec modèle partiel (troussage, carcasses et squelettes) ; TMoulage avec modèle permanent ; TMoulage avec plaque modèle ; TMoulage avec noyaux ; TMoulage par centrifugation ; TMoulage avec insertion ; TMoulage en carapace ; TMoulage en moule céramique ; TMoulage avec modèle non permanent ; TMoulage en coquille par gravité ; TMoulage en coquille sous pression ; TMoulage par centrifugation ; Les procédés de fonderie
  • 6. 6 Moulage au sable Châssis supérieur Châssis inférieur Trou de coulée Flasque Sable Joint de moulage Empreinte de moulage Attaque de coulée Sable Évent Carotte Canal d’alimentation Noyau (sable) Principe de basePrincipe de base
  • 7. 7 Châssis supérieur Châssis inférieur Flasque Pièce Modèle Sable Noyau Moulage au sable Principe de basePrincipe de base
  • 8. 8 Moulage au sable Exemples de rExemples de rééalisationalisation
  • 9. 9 Moulage avec modèle partiel Troussage rectiligne Troussage circulaire Modèle squelette
  • 11. 11 Moulage avec modèle permanent ModModèèles en bois et en plastiqueles en bois et en plastique
  • 12. 12 Moulage avec modèle permanent Prototypage rapidePrototypage rapide Le prototypage rapide permet de créer directement le modèle physique à partir du modèle numérique CAO, sous 24 à 48 heures.
  • 14. 14 Moulage avec plaque modèle Le V-process est une technique qui a fait son apparition en 1971 et son développement se poursuit encore aujourd’hui. Le V-process est un procédé de moulage sous vide utilisant un film thermoplastique pour donner la forme du modèle aux deux parties du moule. PrincipePrincipe • Les plaques modèles et châssis sont des caissons permettant ainsi la mise en dépression de l’ensemble. • Après chauffage d’un film thermoplastique, celui-ci est déposé sur le caisson modèle et vient plaquer parfaitement le modèle par une mise en dépression. • Le vide étant maintenu sur le modèle, on vient positionner le caisson châssis qui sera ultérieurement raccordé au système déprimogène. VV--processprocess
  • 15. 15 VV--processprocess Moulage avec plaque modèle • Le châssis étant rempli de sable extra-silicieux, on provoque des vibrations pour améliorer la compacité du moule. Après égalisation du sable et pose du film plastique (non chauffé) sur la partie supérieure du moule, le châssis est mis sous dépression. • Pour pratiquer le démoulage, il suffit de supprimer le vide dans le caisson et d’insuffler à la place de l ‘air sous faible pression puis de soulever le châssis. • La seconde partie du moule est réalisé suivant le même processus. PrincipePrincipe –– suitesuite –– • Pas de préparation (sable sans liant) ; • Bonne perméabilité du moule ; • Hautes précisions géométriques et dimensionnelles des pièces coulées ; • Dépouille non nécessaire ; • Matériaux de moulage bon marché ; • Très bon état de surface ; • Aucune usure des châssis par suite des secousses ou du décochage. AvantagesAvantages
  • 18. 18 Moulage avec insertion C 45 Ailettes de refroidissement Acier réfractaire C 25 38 Cr 4 Trou dans une pièce difficilement usinable
  • 20. 20 Moulage en moule céramique
  • 21. 21 Moulage avec modèle non permanent
  • 22. 22 Moulage avec modèle non permanent Machine d’injection de cire
  • 23. 23 Moulage avec modèle non permanent Les débuts du Lost-Foam dans l'industrie remontent aux années 80. Signifiant "Mousse-Perdue", ce procédé est à moule et modèle destructible. Il est essentiellement utilisé dans le domaine de l'automobile car sa rentabilité réside dans la complexité des pièces. ProcProcééddéé LostLost--FoamFoam • Pièce sans plan de joint • Moule sans noyau • Sable sans liant • Possibilité de réaliser des pièces complexes AvantagesAvantages
  • 24. 24 Moulage avec modèle non permanent ProcProcééddéé LostLost--FoamFoam • Fabrication du modèle en polystyrène expansé et ses accessoires (les accessoires peuvent être assemblés par collage) • Application d'un enduit (réfractaire) • Disposition du modèle dans un bac que l'on remplit de sable • Répartition du sable dans toutes les cavités par vibrations • Coulée de l'alliage liquide dans le moule ce qui sublime le modèle • Décochage par simple vibration ou insufflation d'air PrincipePrincipe
  • 29. 29 Principaux matériaux de fonderie alliages de zinc ; alliages d’aluminium ; alliages de cuivres ; fontes et fontes alliées. Principaux alliages de fonderiePrincipaux alliages de fonderie Principaux sables de fonderiePrincipaux sables de fonderie sables à vert ; sables à prise chimique à froid ; Sables pour procédé croning.
  • 30. 30 Moulage en coquille par gravité
  • 31. 31 Moulage en coquille sous pression Demi-coquille fixeDemi-coquille mobile Éjecteur Cavité Piston Chemise Remplissage
  • 32. 32 La coquilleuse automatique est un système appartenant à la catégorie du moulage en moules permanents. La seule différence avec la coulée en coquille traditionnelle est l’automatisation de certaines étapes de coulée. Coquilleuse automatique •Fermeture et verrouillage de la coquille ; •Coulée par basculement ; •Démoulage des broches et des tiroirs ; •Ouverture du moule ; •Éjection de la pièce. PrincipePrincipe
  • 33. 33 Coulée continue Cette technique, déjà utilisée en sidérurgie pour obtenir des produits longs, permet la réalisation de profilés de sections pleines ou creuses de forme très variée. L’alliage en fusion contenu dans un four est admis, par gravité, dans une filière ou une coquille refroidie. A la sortie, une couche solidifiée assure la tenue de l’ensemble, jusquà la fin de la solidification. Une installation comprend : un four de maintien, un moule métallique refroidi, un système de maintien et de traction du profilé.
  • 34. 34 Fusion des matériaux FourFour àà inductioninduction
  • 35. 35 Simulation numérique La simulation numérique permet de modéliser le comportement du matériau métallique coulé dans un moule dès les premiers instants du remplissage et ceci jusqu’à la fin du refroidissement du solide dans son empreinte. Avec l’aide des logiciels de simulation numérique, en peut observer les anomalies d’engorgement, les tourbillons, les problèmes de refroidissement, les problèmes de vitesse…
  • 36. 36 Simulation numérique • Définition de la géométrie à l’aide d’un logiciel de CAO ; • Maillage spatial de la géométrie précédente qui sera ainsi découpée en éléments simples ; • Discrétisation temporelle qui, pour obtenir des résultats fiables, devra être la plus fine possible au détriment du temps de calcul ; • Mise en place des conditions initiales ( température, vitesse, pression métallostatique…) ; • Mise en place des condition aux limites (conditions de flux ou de température imposées aux frontières extérieures) ; • Données thermophysiques (conductivité thermique, capacité thermique, masse volumique, enthalpie massique de solidification pour l’alliage coulé…). Mise enMise en œœuvre duvre d’’une simulationune simulation • Température en tout point du maillage ; • Vitesse en tout point du fluide ; • Pression en tout point de l’empreinte ; • Zones contenant un pourcentage donné de solide ou de liquide. rréésultats physiquessultats physiques rréésultats nsultats néécessitantcessitant une interprune interpréétationtation • Défauts d’écoulement, turbulences, emprisonnement d’air ; • Défauts de retassure.
  • 37. 37 Contrôles Les moules et les noyaux doivent résister aux diverses sollicitations (mécaniques, thermiques, chimiques) durant le processus d’élaboration ainsi que lors de la coulée et de la solidification. En revanche, durant le refroidissement et jusqu’au décochage, la décohésion des matériaux de moulage est recherchée afin d’éviter les contraintes internes dans la pièce moulée et faciliter son extraction. Différents contrôles permettent la mesure des caractéristiques des matériaux. Contrôle des sablesContrôle des sables cohésion perméabilité granulométrie La cohésion d’un sable de fonderie est mesurée par des essais de compression, flexion, traction, cisaillement sur des éprouvettes normalisées. Les éléments d'un moule de fonderie doivent être perméables aux gaz. Cette mesure permet de calculer un indice de finesse du sable utilisé ainsi que d'établir on étalement granulométrique. La granulométrie d'un sable se choisit en fonction de l'alliage coulé, de la perméabilité recherchée, de l'état de surface souhaité, etc.
  • 38. 38 Contrôles Contrôle des piContrôle des pièècesces Permet de contrôler les défauts débouchant en surface. Un liquide tensio-actif coloré est appliqué en surface d’une pièce et après essuyage de cette surface, les défauts constituent des réserves de liquide qui, par révélation à la lumière blanche ou ultra-violette, deviennent détectable à l’œil. Contrôle par ressuage Contrôle par ultrasons Contrôle par induction Le sondage est effectué par un faisceau d’ultrasons émis d’un palpeur en contact avec la pièce à contrôler qui, après réflexion sur les défauts rencontrés et les parois de la pièce, est reçu par un palpeur de réception (le même palpeur peut servir à l’émission et à la réception). Méthode comparative basée sur les courants de Foucault pour déceler les criques. La pièce à contrôler passe dans l’axe d’un solénoïde, créant un champ d'induction. La pièce est alors le siège de courants électriques créant à leur tour un champ induit, réagissant sur le circuit primaire. Après étalonnage de l’appareil, on décèlera les pièces produisant un flux différent de la pièce étalon.
  • 39. 39 Propriétés et défauts de fonderie Coulabilité (aptitude à remplir le moule) ; Retrait de l’alliage à l’état liquide ; Retrait de l’alliage à l’état solide ; Retassure (cavité formée durant la phase de solidification due au retrait du métal ) ; Crique (fissures produites par le déchirement du métal au cours du refroidissement) ; Soufflure (trous formés par des bulles de gaz libéré par le métal au cours de sa solidification) ; Ségrégation (hétérogénéité chimique se produisant à la solidification) ; Contraintes résiduelles (retrait et anisotropie créent des contraintes internes). PropriPropriééttééss àà prendre en compteprendre en compte Principaux dPrincipaux dééfautsfauts Retassure sur l’hélice du PAN Charles De Gaulle
  • 40. 40 Propriétés de fonderie 0,5 à 3Fontes GL4,5Cu-Sn 7 à 10Aciers alliés3,5 à 5Al-Si 5 à 6Zn4Mg 3 à 6Fontes GS6,5Cu-Zn 5 à 7Aciers non alliés7 à 8Al-Cu Retrait (%)AlliageRetrait (%)Alliage Retrait des alliagesRetrait des alliages
  • 41. 41 Structures métalliques Trois structures obtenues par moulage dans un moule carrTrois structures obtenues par moulage dans un moule carréé (a) Métal pur ; (b) Alliage en solution solide ; (c) Structure obtenue en ajoutant des agents de nucléation.
  • 42. 42 Transferts thermiques = − dT q k dx Conduction en rConduction en réégime permanentgime permanent Loi de Fourier unidirectionnelle Cuivre 394 Aluminum 222 Fer 29 Sable 0.61 Valeurs de k (W/m K) ∂ ∂ = ∂ ρ ∂ 2 2 T k T t c x Équation différentielle unidirectionnelle Chaleur nécessaire pour solidifier une longueur s = ∂⎛ ⎞ ρ = − = ⎜ ⎟∂⎝ ⎠ 0x ds dq T H k dt dt x Solution de l’équation conduisant à la loi de Chvorinov ⎛ ⎞ = α⎜ ⎟ ⎝ ⎠ n s V t A = V s A Volume à solidifier Aire enveloppe de V = 1,5 à 2n α constante temps de solidificationst
  • 43. 43 Transferts thermiques ⎛ ⎞ ≈ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ 2 s V t A sable solide liquide T0 TM x s Profil approximatif de la solidification d’un métal pur versé à son point de fusion sur la paroi lisse d’un moule en sable. Moulage au sableMoulage au sable Temps de la solidification Loi de Chvorinov ts : temps de solidification ; V : volume du bloc ; A : aire du bloc.
  • 44. 44 ≈s V t A Profil approximatif de la solidification d’un métal pur versé à son point de fusion sur la paroi lisse d’un moule métallique. Moulage en coquilleMoulage en coquille Transferts thermiques moule solide liquide T0 TM x s Temps de la solidification Loi de Chvorinov ts : temps de solidification ; V : volume du bloc ; A : aire du bloc.
  • 52. 52 Tracé des moules PouliePoulie àà fabriquerfabriquer PiPièècece àà obtenir au moulageobtenir au moulage
  • 53. 53 Tracé des moules ModModèèle en deux parties rle en deux parties rééalisaliséé par le modeleurpar le modeleur
  • 54. 54 Tracé des moules Châssis supChâssis supéérieurrieur Châssis infChâssis inféérieurrieur
  • 56. 56 Tracé des moules Moule prêtMoule prêt àà être coulêtre couléé
  • 57. 57 Tracé des moules Proposer un tracé de moulage de la pièce ci-contre comprenant : le tracé du moule ; la position de la surface de joint ; le tracé des (éventuels) noyaux ; le tracé des surépaisseurs d’usinage ; le système de coulée et les évents. Remarque : toutes les surfaces planes sont fonctionnelles.