Métier 12

Elève
Orientation professionnelle
Mécanicien fonderie
12.2.2.05
1-7
Date:
1. Titre de l' U.E.
: Fabrication de pièces coulées en moules permanents
2. Matière / Classe : Technologie, 2ème année de formation
3. Thèmes des
séquences
de cours
: 1. Vue d'ensemble
2. Moulage basse pression
3. Moulage sous pression
Enseignant
Orientation professionnelle
Mécanicien fonderie
12.2.2.05
1-9
Date:
1. Titre de l' U.E.
: Moulage de pièces en moules permanents
2. Matière / Classe : Technologie, 2ème année de formation
3. Thèmes des
séquences
de cours
: 1. Vue d'ensemble
2. Moulage basse pression
3. Moulage sous pression
4. Pré requis
: Procédés de moulage
5. Introduction
: Pour la fabrication de grandes séries, on se sert de moules réutilisables. Ceci permet de raccourcir le temps de moulage, d'assurer
une qualité constante et de réduire le coût à l'unité.
Objectifs d'apprentissages définis
Degrés d'exigence
Objectifs
L'élève devrait:
- Etre initié au procédé de moulage par moule permanent
- Connaître la fabrication de pièces moulées à basse pression et sous
pression.
Exigences
Durée:
Aides pédagogiques:
6 heures
Formes, modèles, pièces d'œuvre
Savoir
Comprendre
Enseignant
Titre de l' U.E. :
Fabrication de pièces coulées en moules
permanents
Elève
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1. Vue d'ensemble
De nombreuses pièces moulées sont fabriquées en très grandes séries. A l'aide de
l'exemple d'une pièce moulée sous pression, sur laquelle on reconnaît les empruntes
des tiges d'éjection, on constate que ces pièces n'ont pas été fabriquées par moule en
sable.
Console
Matière: Magnésium AZ 91 HP
Mesures: 200 x 191 x 40 mm
Poids: 353 gr
Carter de support de roue
Matière: Magnésium AZ 91 HP
Mesures: 150 x 80 x 60 mm
Poids: 120 gr
Carter de vilebrequin
Matière: Magnésium AZ 91 HP
Mesures: 240 x 120 x 80 mm
Poids: 290 gr
Le moulage en coquille et le moulage sous pression trouvent le plus grand champ d'application.
L'acier n'est pas coulé dans les coquilles parce que des fissures peuvent apparaître sur
les pièces à cause de l'important retrait. La résistance aux températures élevées de
certaines pièces de la machine à mouler sous pression n'est pas suffisante pour couler
de la fonte de fer et le métal lourd. C'est la raison pour laquelle le moulage sous pression ne concerne que les alliages Al, Mg et Zn.
Si des pièces en fonte de fer sont moulées en coquille, elles doivent systématiquement
être recuites, ce qui occasionne d'importants coûts supplémentaires.
Généralement les températures élevées du moulage du cuivre et des métaux ferreux
représentent une contrainte considérable pour le moule. On ne pourra par conséquent
pas fabriquer autant de pièces avec le même moule qu'avec des alliages de métaux légers ou du zinc. La rentabilité du procédé de moulage vis-à-vis du moule en sable perdu est ainsi remise en question.
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2. Moulage basse pression
Le remplissage des moules perdus et des moulages en coquilles se fait par gravité.
C'est la raison pour laquelle des replis apparaissent toujours sur les épaisseurs fines de
paroi. Avec le remplissage par pression mécanique, même les épaisseurs fines de paroi peuvent être parfaitement remplies de métal.
Tôles de noyau - sable
Commande de siphon
(Thermo élément)
Siphon
Réglage de pression
Creuset
Chauffage du foyer
Fonte
Foyer
Moule en sable basse pression
Le procédé à basse pression est principalement utilisé pour l'aluminium. La qualité des
pièces en aluminium dépend essentiellement du nombre d'inclusions d'oxyde et de gaz.
Les pièces moulées sous inclusion de gaz ne tolèrent pas de traitement thermique car
la dilatation du gaz lors de l'échauffement provoque des modifications des cotes de la
pièce.
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Fabrication de pièces coulées en moules
permanents
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Le procédé basse pression évite la formation d'oxyde grâce au fourneau hermétiquement fermé et à la suppression du puisage du métal en fusion lors de l'injection. Le siphon au graphite ou en céramique plonge dans la fonte et relie ainsi directement le
moule avec un métal parfait.
Le remplissage du moule se fait par légère surpression (0,3 à 0,7 bar) sur la surface de
la fonte. Après solidification de la pièce moulée, le métal superflu s'écoule de la partie
chauffée du système de moulage et retourne dans la fonte. Ainsi la part de matière mise en circuit reste très réduite
La pression relativement basse du métal lors du moulage permet l'utilisation de noyaux
de sable. Etant donné que les pièces fabriquées par ce procédé supportent un traitement thermique, elles répondent aux exigences les plus sévères.
Exemples: jantes de voitures, ferrures de bâtiments
Ejecteur
f
Plaque mobile
Demi moule mobile
Demi moule fixe
Plaque fixe
Table à moule
Entrée d'air comprimé
Couvercle
Siphon
Four d'attente
Creuset
Installation de chauffage
Moulage en coquille basse pression
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3. Moulage sous pression
Pour les épaisseurs de parois très fines, on peut, contrairement au moulage basse
pression, atteindre une précision améliorée grâce à une pression plus élevée.
Le métal liquide (50° à 100° au-dessus de la température de liquéfaction) est envoyé
dans la moule sous haute pression. Il en résulte une force importante qui agit sur les
demi moules (pouvoir explosif). Pendant le processus de moulage les demi moules sont
maintenus par la force de serrage de la machine à mouler sous pression.
Avant le processus de moulage, le métal liquide est puisé dans l'orifice de remplissage
de la chambre de moulage. Ce faisant, une oxydation de la fonte ne peut être évitée.
Lors du processus de moulage, des bulles d'air peuvent entrer dans le moule par l'action du piston de coulée. De telles bulles peuvent rester dans la pièce moulée si l'évent
est insuffisant.
Cylindre
hydraulique
Cylindre
hydraulique
Chambre de
remplissage
Piston
de coulée
Chambre de
remplissage
Demi moule fixe
Piston
de coulée
Demi moule fixe
Cylindre
hydraulique
Chambre de
remplissage
Piston
de coulée
Demi moule fixe
Cylindre
hydraulique
Chambre de
remplissage
Piston
de coulée
Demi moule fixe
Demi moule mobile
Pastille
Pièce
Enseignant
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permanents
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Pour extraire la pièce moulée on ouvre le demi moule mobile.
Ensuite l'unité d'éjection pousse la pièce hors de la forme en direction opposée à l'aide des tiges
d'éjection.
Demi moule mobile
Demi moule fixe
Demi moule de coulée fixe
Demi moule d'éjection
(mobile)
Colonne de guidage
(Machine sous pression)
Moule sous pression
Demi moule mobile
Demi moule fixe
Réservoir sous
pression
Orifice de
remplissage
Soupape de
fermeture
Chambre de
coulée
Piston de
coulée
Piston
d'entraînement
Principe de fonctionnement d'une machine à mouler
sous pression à chambre froide
Enseignant
Titre de l' U.E. :
Fabrication de pièces coulées en moules
permanents
Exemple d'outil de moulage sous pression et de machine
Outil de moulage sous pression
À quatre unités coulissantes hydrauliques
Pièce moulée: Console pour colonne de direction
Installation de moulage à basse pression
avec four à creuset
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Elève
Titre de l' U.E. :
Fabrication de pièces coulées en moules
permanents
12.2.2.05
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Fiche de travail élève
Nom de l'élève:
Score
Temps alloué:
Score possible:
1. Quelles sont les particularités des pièces moulées en coquille?
2. D'après quel procédé de moulage peut-on fabriquer des tubes de façon économique?
3. De quelle manière le métal est-il coulé dans le moule lors d'un moulage à basse
pression?
4. Pourquoi les pièces moulées à basse pression ont-elles moins d'inclusions d'oxyde
et de gaz?
5. Quel rôle jouent les tire noyaux dans le moule de coulée sous pression?
6. Pourquoi le piston de coulée doit-il avoir une avance lente lors du remplissage du
moule sous pression?
Enseignant
Titre de l' U.E. :
Fabrication de pièces coulées en moules
permanents
Fiche de travail élève
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Exemplaire de l'enseignant
Nom de l'élève:
Temps alloué: 20 minutes
Score possible: 100
1. Quelles sont les particularités des pièces moulées en coquille?
-
Score
20
plus petite surépaisseur pour usinage
texture à grain très fin
surface très lisse
grande précision dans les cotes
15
2. D'après quel procédé de moulage peut-on fabriquer des tubes de façon économique?
A l'aide de la coulée centrifuge
3. De quelle manière le métal est-il coulé dans le moule lors d'un moulage à basse
pression?
15
Par injection de la fonte avec une pression de 0,3 à 0,7 bar.
20
4. Pourquoi les pièces moulées à basse pression ont-elles moins d'inclusions d'oxyde
et de gaz?
La fonte se trouve dans un four d'attente fermé hermétiquement. Le puisage du métal disparaît.
5. Quel rôle jouent les tire noyaux dans le moule de coulée sous pression?
15
Les tire noyaux forment des contre dépouilles sur les pièces moulées.
6. Pourquoi le piston de coulée doit-il avoir une avance lente lors du remplissage du
moule sous pression?
Afin d'éviter au métal de gicler dehors lors de la fermeture de l'orifice de remplissage et afin que la chambre de coulée puisse être aérée.
15