Procédés et moyens de production – MoulageENIB MOULAGE 1. Introduction La fonderie est l’ensemble des opérations et des moyens qui, permettent de produire des pièces brutes par coulée d’un métal ou d’un alliage à l’état liquide dans une forme appelée moule. Le moule comporte l’empreinte de la pièce à réaliser (figure 1). Coulée du métal en fusion Empreinte Moule Fig.1- Constitution d’un moule La moulabilité est la qualité qui permet à un métal ou un alliage, à l’état liquide, de remplir avec précision l’empreinte d’un moule. Les alliages utilisés en fonderie sont nombreux, on trouve : - Les fontes - Les aciers de moulage - Les alliages d’aluminium - Les alliages de cuivre - Les alliages de zinc - Les matières plastiques. Page - 78 - Moule non permanent ou moule destructible Il ne sert qu’une seule fois. Différents types de moules On distingue deux catégories de moule : 2.1. Le modèle est fabriqué par des modeleurs.1. 2. L’empreinte L’empreinte du moule est la forme de la pièce à mouler (figure 2).2.2. il est réalisé en plusieurs parties pour faciliter l’extraction de la pièce. soit par une forme taillée directement (par usinage) dans la masse pour les moules métalliques (figure 3) et certains moules en sable (moulage en trousseau).1. Elle peut être obtenue soit par modèle pour les moules en sable. 2. Moule permanent Il peut servir un grand nombre de fois. Il est utilisé quand la quantité de pièces à couler est importante. Fig.Procédés et moyens de production – Moulage ENIB 2. pour extraire la pièce il faut le casser. L’empreinte peut être obtenue par moulage du matériau constitutif autour d’un moule réalisé en bois pour le moulage à l’unité ou en petite série.1.79 - .2.Modelage de l’empreinte et mise en place du noyau Page . Les Moules 2. en silice ou en plâtre. ou parfois extérieures de la pièce brute (figure 2). évidements.Moule métallique 2.3. en bois Réutilisables en plâtre métalliques MODÈLES cire Perdus plastique Page . Les modèles Ils se divisent en deux catégories : Les modèles réutilisables et les modèles perdus.4. Le noyau Un noyau est une structure en matériau de moulage comportant une ou plusieurs parties donnant après remoulage des reliefs correspondant à des formes intérieures (trous. 2.…).3.Procédés et moyens de production – Moulage ENIB Fig.80 - . Châssis de moulage Page . Les modèles réutilisables Les modèles réutilisables doivent être retirés du moule avant la coulée . Fig.81 - .5.4. il est nécessaire d’étudier les parties permettant leur retrait sans détériorer le moule (Plan de joint et dépouille) figure 4. Fig.Exemple de modèle réutilisable Remarque : les différentes parties du moule séparées par le plan de joint sont prisonnières dans un cadre rigide (châssis généralement métallique et possédant un système de repérage de mise en position et de fixation) figure 5.Procédés et moyens de production – Moulage ENIB 2.4.1. 82 - . Fig. Il est donc nécessaire de prévoir la fabrication d’autant de modèles que de pièces à fabriquer (soit par modelage soit par moulage).05 pour 10mm. En l’occurrence le volume et les dimensions des pièces sont limités. Les modèles perdus Les modèles perdus sont retirés du moule sous une forme liquide « cire » (figure 6) ou gazeuse « matière plastique » (figure 7).6.4. Ce procédé convient pour l’obtention de pièces complexes et précises : ±0. Le moule étant détruit pour retirer la pièce et le modèle retiré sous une forme fluide.2.Procédés et moyens de production – Moulage ENIB 2. il est inutile d’avoir des plans de joints et des dépouilles.Moulage à la cire perdue Page . de petites séries et pour les pièces de grandes dimensions. 3. Moulage en sable (moule non permanent) Le moulage en sable est le plus répandu et le plus flexible procédé de fonderie. Il convient notamment pour les métaux de fonderie à point de fusion élevé (fontes et aciers).1. Différents procédés de moulage Les procédés de moulage sont classés en deux grandes catégories. suivant qu’ils utilisent des moules non permanents ou des moules permanents.83 - . Il est aussi utilisé dans le cas de prototypes. Les moules utilisés sont détruits pour extraire la pièce moulée (figure 8).Procédés et moyens de production – Moulage ENIB Fig. Page .7.Moulage à modèle gazéifiable (matière plastique) 3. Procédés et moyens de production – Moulage ENIB Les différentes opérations de moulage en sable sont : Modelage du moule Pose des noyaux et fermeture du moule Remoulage Coulée Modelage des noyaux Ebarbage Ebavurage Décochage Destruction du moule pour sortir la pièce (a) (b) (c) (d) (f) (e) Fig.84 - .Exemple de fabrication de pièce en fonderie Page .8. Page . d’aluminium et de cuivre.Principe du moulage par gravité 3.9. pour obliger celui-ci à remplir l’empreinte du moule (figure 10). On distingue : 3.85 - .2.2. à l’état liquide pour les alliages à base de plomb et de zinc ou à l’état pâteux pour les alliages d’aluminium et de cuivre. Le moulage en coquille par gravité La pièce est obtenue à partir d’un moule métallique appelé coquille. Ce procédé permet de mouler avec une assez bonne précision et un bon aspect de surface des pièces en alliage de zinc.Procédés et moyens de production – Moulage ENIB 3.2. Le moulage en coquille sous pression Il est pratiqué à l’aide de machines spéciales . le métal est injecté par l’intermédiaire d’une pression appliquée sur la surface de l’alliage.1. Fig. Moulage en moule métallique (moule permanent) Le moule est en acier spécial ou en fonte. L’amortissement du prix des moules exige une série de pièces importantes. Le remplissage de l’empreinte est assuré par la seule action du poids de l’alliage liquide (figure 9).2. Moulage à la cire perdue Il convient pour tous les métaux de fonderie. Page . Les pièces sont habituellement moulées « en grappe » (figure 6). 4. Les principales étapes pour l’obtention d’une pièce sont les suivantes : Réalisation d’un modèle en cire ou en résine . Après solidification. généralement par chauffage .10. Mise en place de de cette grappe dans un châssis et maintient de cette grappe à l’aide d’un sable fin spécial . Recouvrement du modèle avec un enduit réfractaire .Procédés et moyens de production – Moulage ENIB Fig.Moulage sous pression 3.86 - . Coulée du matériau . extraction de la grappe de pièces par destruction du moule. Le tableau 1 résume les procédés de moulage utilisés pour différents matériaux et alliages.1. Elimination de la cire. Choix du procédé de moulage La température de fusion de métal coulé doit être inférieure à la température de fusion du matériau constituant le moule. Page .Moulage en sable avec ou sans noyau . on utilise des appareils qui doivent permettre le respect de ces conditions et leur choix en fonction du type d’alliage désiré.Moulage à la cire perdue Moulage impossible sans détériorer les coquilles.…).Avec ou sans pièce insérée au moulage .Pour les grandes séries . coulabilité. Le tableau ci-dessous indique les types de fours les plus employés et les plus appropriés à la fusion des différents alliages de fonderie. Matériels et machines de moulage 5.1. Pour ceci. Fours de fusion Le souci d’obtenir des alliages présentant des caractéristiques de fonderie particuliers (fusibilité.Pour les petites séries . Cuivre et ses alliages (Laiton) : 940°C .Par gravitation ou sous pression Aluminium et ses alliages : 600°C 5.Moulage en carapace : procédé Croning .87 - . retrait.Choix du procédé de moulage Métaux et température de fusion Fontes : 1100 à 1250°C Acier : 1200 à 1500°C Moulage en sable Moulage en coquille . Plusieurs types de fours sont utilisés pour la fusion des différents alliages de fonderie. implique des conditions d’élaboration et de fusion rigoureuse.Pour les grosses pièces .Procédés et moyens de production – Moulage ENIB Tableau -1. 2.11. Machines à modeler Pour le moulage d’une série de pièces on utilise des machines à modeler (modelage mécanique) qui tassent le sable par pression.Machine à modeler Page .F.F M.Procédés et moyens de production – Moulage ENIB FOURS DE FUSION ALLIAGES DE FONDERIE A CUVE A CREUSET A induction Le Cubilot A gasoil et à gaz A arc électrique A flamme B. vibration ou projection sur un modèle (figure 11). Electrique ROTATIFS ou OSCILLANTS Acier de moulage Fontes Grises Spéciales D’aluminium et de magnésium De cuivre Laiton Bronze Jusqu’à 20 t/h Jusqu’à 5t Jusqu’à 25 t Jusqu’à 25 t Jusqu’à 10 t Capacités des fours 5.88 - .F. et H. Fig.