Le procédé de moulage Lost Foam (fonderie)

Résumé du document

Présentation permettant de comprendre le moulage Lost Foam, procédé de moulage utilisé en fonderie.

Extraits

[...] L'étude du temps de refroidissement doit tenir compte des précisions dimensionnelles demandées au modèle. Ces deux paramètres devront être déterminés dès les avant-séries du modèle grâce aux courbes de retrait en fonction du temps. Qualité du polystyrène Suivant la nature du métal coulé, on utilisera des qualités différentes de polystyrène. Notamment, pour les pièces en alliages ferreux, la pyrolyse à haute température ( du polystyrène produit de l'hydrogène, évacué à travers l'enduit, et du carbone solide qui peut se déposer sur la surface des pièces pour former du carbone brillant, phénomène d'autant plus marqué que le carbone équivalent des fontes est élevé (cas des fontes GS). [...]

[...] La suppression d'un certain nombre d'opérations (étuvage des moules, par exemple) et de manutentions améliore la productivité et il n'est pas rare d'obtenir des réductions de coût de revient, modèle inclus, d'environ En outre, il faut noter que la disparition des modèles simplifie les problèmes posés par leur stockage (magasins à modèles, manutention, etc.). Les pièces sont allégées d'environ par suppression du démoulage des modèles et des dépouilles. Les frais d'ébarbage sont réduits (diminution des bavures) et les délais de fabrication plus courts. Grâce à tous ces avantages, et notamment aux améliorations qu'il apporte au niveau des coûts et des délais, ce procédé s'est répandu très rapidement dans les fonderies de fabrication de grosses pièces ; l'apparition des sables auto-durcissant a également contribué de façon importante à son développement. [...]

[...] Sur les pièces obtenues les opérations de finition sont très réduites. Il faut principalement dégrapper les pièces, meuler les attaques de coulée et effectuer un léger grenaillage ou nettoyage de surface. Outillages Les outillages nécessaires sont relativement plus simples que pour les autres procédés de moulage en série. Ce sont, principalement, les moules pour la fabrication des modèles en polystyrène et les montages d'assemblage et de collage des parties de modèles et de constitution des grappes. Avantages et inconvénients du procédé Les avantages du moulage au PSE sont nombreux : précision des pièces (pas ou très peu de dépouille 0,5o au minimum à 1o, pas de joint de moulage avec tous les risques de déport que cela entraîne, précision plus grande des modèles, etc.) ; masselottage considérablement réduit, voire supprimé pour certains alliages, grâce à la rigidité du moule ; cette réduction du masselottage, jointe éventuellement à une coulée directe en chute, permet un abaissement considérable de la mise au mille ; réduction des prix de revient, qui peut atteindre 15 à due à la suppression du noyautage, à la simplification des opérations de moulage, de décochage et d'ébarbage (pratiquement pas de bavures à meuler, sauf les traces d'attaques de coulée) et à la diminution de la mise au mille ; investissements modérés ; amélioration de l'environnement ; les fonderies sont moins bruyantes et moins polluantes (aucun rejet de vieux sables). [...]

[...] Moulage des modèles Après une phase de stabilisation, les billes sont injectées dans un outillage métallique, monté sur une machine à mouler, par entraînement d'air et chauffées ensuite par un courant de vapeur d'eau saturée. L'énergie thermique apportée vaporise l'agent d'expansion, en général du pentane et, plastifie le polystyrène jusqu'à sa température de fusion. Les billes se dilatent, se compriment et se soudent entre elles en s'écrasant contre les parois du moule. Les modèles sont ensuite stabilisés par refroidissement et évacuation par le vide du pentane et de l'eau. En fin de cycle le modèle, encore très fragile, est extrait de l'outillage avec beaucoup de précautions. [...]

[...] Ils doivent donc être soigneusement mis au point pour assurer une bonne qualité des fabrications. Coulée Décochage Au moment de la coulée, le métal versé dans le système de coulée du moule (entonnoir, descente, canaux) atteint les modèles qu'il vaporise par contact direct ou par irradiation en occupant l'espace libéré. La coulée doit se faire rapidement pour éviter que le métal, le polystyrène et l'air n'entrent en contact simultanément, ce qui provoquerait la combustion du polystyrène expansé, entraînant des risques d'écoulement du sable environnant. [...]