FR2525935A1 - METHOD OF MANUFACTURING MOLDS BY FREEZING THEN CURING SAND - Google Patents
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Abstract
CE PROCEDE COMPREND LES ETAPES SUIVANTES: REFROIDIR PREALABLEMENT UNE BOITE METALLIQUE DE MOULE 2 OU UN ASSEMBLAGE COMPOSE D'UN CHASSIS DE MOULAGE ET D'UNE PLAQUE-MODELE ET DEFINISSANT UN ESPACE, EN APPLIQUANT UN REFRIGERANT 5, 7 ET INTRODUIRE DANS LA BOITE 2 OU DANS L'ESPACE DE L'ASSEMBLAGE DU SABLE DE MOULAGE 9 CONTENANT UNE QUANTITE D'EAU PREDETERMINEE POUR FORMER UN MOULE, RETIRER LE MOULE DE LA BOITE 2 OU DE L'ESPACE QUAND LE SABLE A LA SURFACE DU MOULE EST CONGELE ET DURCI ET REFROIDIR ENSUITE TOUTE LA SURFACE DU MOULE RETIRE EN APPLIQUANT DU REFRIGERANT POUR CONGELER ET DURCIR COMPLETEMENT LE MOULE.THIS PROCESS INCLUDES THE FOLLOWING STEPS: PRE-COOL A METAL BOX OF MOLD 2 OR AN ASSEMBLY COMPOSED OF A MOLDING FRAME AND A MODEL PLATE AND DEFINING A SPACE, APPLYING A REFRIGERANT 5, 7 AND INSERT IN BOX 2 OR IN THE SPACE OF THE MOLDING SAND ASSEMBLY 9 CONTAINING A PREDETERMINED AMOUNT OF WATER TO FORM A MOLD, REMOVE THE MOLD FROM BOX 2 OR FROM THE SPACE WHEN THE SAND ON THE MOLD SURFACE IS FROZEN AND HARDENED AND THEN COOL THE ENTIRE SURFACE OF THE REMOVED MOLD, APPLYING REFRIGERANT TO FREEZE AND COMPLETELY CURE THE MOLD.
Description
II
L'invention concerne un procédé de fabrica- The invention relates to a manufacturing process.
tion de moules et plus particulièrement, un procédé dans lequel on congèle du sable de moulage et par suite tion of molds and more particularly, a process in which mold sand is frozen and consequently
on le durcit.we harden it.
Récemment, on a de plus en plus tendance à fabriquer les moules en introduisant dans une boite à Recently, there has been an increasing tendency to manufacture molds by placing in a
moule du sable de moulage contenant une quantité appro- mold molding sand containing an appropriate amount
priée d'eau pour faire un moule non durci, on retire le moule non durci de la boite de moule et ensuite, on pulvérise dessus un réfrigérant tel que l'azote liquide pour congeler l'eau contenue dans le sable de moulage et par suite le durcir Toutefois, ce genre de procédé présente divers inconvénients, étant donné water required to make an uncured mold, remove the uncured mold from the mold box and then spray a coolant such as liquid nitrogen to freeze the water in the mold sand and consequently However, this kind of process has various drawbacks, given
que le moule non durci est susceptible d'être endom- that the uncured mold is likely to be damaged
magé ou détruit quand on le retire de la boite de moule On pulvérise le réfrigérant tel que l'azote liquide sur le moule non durci pour congeler et durcir magé or destroyed when it is removed from the mold box We spray the refrigerant such as liquid nitrogen on the unhardened mold to freeze and harden
celui-ci après l'avoir retiré de la boite de moule. after removing it from the mold box.
Il est donc nécessaire de manipuler avec un grand soin le moule non durci et aussi d'utiliser des liants de manière à donner au moule une solidité suffisante pour It is therefore necessary to handle the uncured mold with great care and also to use binders so as to give the mold sufficient strength to
qu'il supporte la manipulation.that it supports manipulation.
L'invention vise à résoudre les problèmes susdits de la technique antérieure et un but principal de l'invention est de fournir un procédé nouveau de fabrication de moules congelés par utilisation de sable de moulage contenant seulement une quantité appropriée The invention aims to solve the above problems of the prior art and a main object of the invention is to provide a new method of manufacturing frozen molds using mold sand containing only an appropriate amount
d'eau, sans liants.of water, without binders.
Un autre but est de fournir un procédé d'obtention d'un moule présentant au préalable des Another object is to provide a process for obtaining a mold having beforehand
surfaces durcies avant qu'on ne le retire d'une plaque- hardened surfaces before it is removed from a plate-
modèle ou d'une boite de moule.model or mold box.
La figure 1 est une coupe d'un mode d'exé- Figure 1 is a section of an embodiment
cution de l'invention;cution of the invention;
les figures 2 et 3 sont des coupes respecti- Figures 2 and 3 are respective sections
ves d'autres modes d'exécution de l'invention; other modes of carrying out the invention;
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les figures 4 et 5 des coupes d'autres Figures 4 and 5 of the other sections
moyens de refroidissement destinés à une boite métal- cooling means intended for a metal box-
lique de moulage, à une plaque-modèle et à un chassis molding diagram, a model plate and a chassis
de moulage.molding.
Ci-après, on décrira l'invention à propos de modes d'exécution préférentiels La référence 1 désigne une table pouvant se mouvoir vers le haut ou vers le bas Une boîte métallique de moule fendue verticalement 2, présentant à son extrémité supérieure un orifice d'amenée 2 a destiné au sable de moulage, est placée sur la surface de la table 1 Des trous de ventilation 3 communiquant avec l'air extérieur sont percés dans les parois latérales et le fond d'une cavité intérieure de la boîte de moule 2 et un tampon d'évent 4 est adapté dans chaque trou de ventilation 3 pour former une surface au niveau de la surface de la cavité La référencé 5 désigne des tuyaux d'amenée d'azote liquide disposés sur le côté extérieur de la boite métallique de moule 2 Chaque tuyau d'amenée d'azote liquide 5 est supporté par un élément support 6 faisant saillie à la surface extérieure de la botte de moule 2, et muni de multiples buses de projection 7 également espacées sur le côté tourné vers la botte de moule 2 et présente aussi une extrémité communiquant Hereinafter, the invention will be described with regard to preferred embodiments. The reference 1 designates a table which can move up or down. A metal mold box split vertically 2, having at its upper end an orifice feed 2 intended for molding sand, is placed on the surface of the table 1 Ventilation holes 3 communicating with the outside air are drilled in the side walls and the bottom of an interior cavity of the mold box 2 and a vent plug 4 is fitted in each ventilation hole 3 to form a surface at the level of the surface of the cavity. The reference 5 designates liquid nitrogen supply pipes arranged on the outside of the metal can of mold 2 Each liquid nitrogen supply pipe 5 is supported by a support element 6 projecting from the exterior surface of the mold boot 2, and provided with multiple spray nozzles 7 also spaced on the side facing the boot of mold 2 and also has a communicating end
avec un réservoir à azote liquide (non représenté). with a liquid nitrogen tank (not shown).
La référence 8 désigne une tête de soufflage (ou machine de soufflage) disposée au-dessus de la boite de moule 2 à l'opposé de la table 1 et elle est munie à son extrémité inférieure d'une partie de soufflage 8 a destinée au sable de moulage Du sable de moulage 9 contenant une quantité d'eau appropriée est stocké dans la tête de soufflage Avec cette disposition, comme le montre la figure 1, la botte métallique de moule 2 est retenue entre la table 1 et la tête de soufflage 8 et de l'azote liquide est pulvérisé par SR 1777 JP/ j:; The reference 8 designates a blowing head (or blowing machine) disposed above the mold box 2 opposite the table 1 and it is provided at its lower end with a blowing part 8 a intended for the molding sand Molding sand 9 containing an appropriate quantity of water is stored in the blowing head With this arrangement, as shown in FIG. 1, the metal mold boot 2 is retained between the table 1 and the blowing head 8 and liquid nitrogen is sprayed by SR 1777 JP / d :;
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les buses 7 sur la surface supérieure de la boite de moule 2 de manière à la refroidir Quand la boite the nozzles 7 on the upper surface of the mold box 2 so as to cool it When the box
de moule 2 est refroidie à une température prédéter- of mold 2 is cooled to a predetermined temperature
minée, de l'air comprimé est amené à la tête de soufflage 8 et alors, le sable de moulage 9 contenant mined, compressed air is supplied to the blowing head 8 and then, the molding sand 9 containing
une quantité d'eau appropriée est soufflé dans la ca- an appropriate amount of water is blown into the ca
vité intérieure de la botte de moule 2 à travers l'orifice de soufflage 8 a et l'orifice d'amenée 2 a de sable de moulage de sorte que la cavité de la botte 2 se remplit de sable de moulage Entre-temps, l'air comprimé se décharge à l'extérieur par les interior of the mold boot 2 through the blowing opening 8a and the feeding opening 2a of molding sand so that the cavity of the boot 2 is filled with molding sand In the meantime, the compressed air is discharged outside through the
tampons d'évent 4 et les trous de ventilation 3. vent plugs 4 and ventilation holes 3.
Une fois le processus de soufflage achevé, on fait descendre la table 1 pour séparer la boite de moule 2 Once the blowing process is completed, the table 1 is lowered to separate the mold box 2
de la surface inférieure de la tête de soufflage 8. from the lower surface of the blowing head 8.
Le sable de moulage est retenu dans cet état à l'intérieur de la botte de moule 2 pendant un laps de temps prédéterminé Ensuite, on congèle et on durcit à ses surfaces le sable de moulage contenu dans la botte de moule 2 de sorte que l'on obtient The molding sand is retained in this state inside the mold boot 2 for a predetermined period of time. Next, the molding sand contained in the mold boot 2 is frozen and hardened on its surfaces so that the 'we obtain
la résistance voulue pour supporter la manipulation. resistance to withstand handling.
Ensuite, après avoir détaché des pinces non représen- Then, after having detached pliers not shown
tées et avoir ouvert la botte de moule 2, on retire le moule de celle-ci On place alors le moule dans tees and having opened the mold boot 2, we remove the mold from it We then place the mold in
une chambre de réfrigération afin d'en durcir l'inté- a refrigeration chamber to harden the interior
rieur et ensuite, on l'utilise comme moule congelé pour la coulée On décrit ci-après le résultat laughing and then it is used as a frozen mold for casting. The result is described below.
d'expériences utilisant le moule ainsi fabriqué. of experiments using the mold thus produced.
Les expériences 1 à 3 montrent d'abord les cas o la température de la boite métallique de moule est Experiments 1 to 3 first show the cases where the temperature of the metal canister is
modifiée diversement.modified variously.
EXPERIENCE 1.EXPERIENCE 1.
On fabrique la boite métallique de moule 2 de manière à y définir une cavité de 50 mm de diamètre et 150 mm de hauteur On introduit dans cette boite The metal mold box 2 is made so as to define a cavity 50 mm in diameter and 150 mm in height. It is introduced into this box
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du sable de silice fabriqué à Flattery, Australie et additionné de 3 % en poids d'eau, la surface de la boîte en contact avec le sable étant refroidie à -100 C Dans cette expérience, il faut 60 secondes pour que le moule puisse supporter la manipulation silica sand made in Flattery, Australia and added 3% by weight of water, the surface of the box in contact with the sand being cooled to -100 C In this experiment, it takes 60 seconds for the mold to be able to support manipulation
en vue du retrait.for withdrawal.
EXPERIENCE 2.EXPERIENCE 2.
On fabrique la botte métallique de moule de façon qu'elle présente une cavité de 50 mm de diamètre et 150 mm de hauteur on introduit dans cette botte du sable de silice fabriqué à Flattery, Australie et additionné de 3 % en poids d'eau, la surface de la boite en contact avec le sable étant refroidie à -30 *C Dans cette expérience, il faut 25 secondes pour que le moule puisse supporter la The metal mold boot is made so that it has a cavity of 50 mm in diameter and 150 mm in height. Silica sand made in Flattery, Australia and added with 3% by weight of water is introduced into this boot. the surface of the box in contact with the sand being cooled to -30 ° C. In this experiment, it takes 25 seconds for the mold to be able to withstand the
manipulation en vue de son retrait.handling for removal.
EXPERIENCE 3.EXPERIENCE 3.
On fabrique la botte métallique de moule de façon qu'elle présente une cavité de 50 mm de diamètre et 150 mm de hauteur On introduit dans cette boite 1-d e dsiice fabriqué à Flattear We make the metal mold boot so that it has a cavity of 50 mm in diameter and 150 mm in height We introduce into this box 1-d e dsiice made in Flattear
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durcir les surfaces du moule en vue du retrait devienne plus court, de sorte que cet intervalle aussi est sans utilité dans l'usage pratique Les expériences 4 à 6, ci-après, montrent les cas o l'on modifie diversement la quantité d'eau ajoutée. hardening the mold surfaces for removal becomes shorter, so that this interval is also useless in practical use Experiments 4 to 6, below, show the cases where the quantity of added water.
EXPERIENCE 4.EXPERIENCE 4.
On fabrique la boite métallique de moule avec une cavité de 50 mm de diamètre et 150 mm de hauteur On y introduit du sable de silice fabriqué à Flattery, Australie et additionné de 2 % en poids d'eau, la boite étant refroidie à -300 C à sa surface en contact avec le sable Dans cette expérience, il faut 20 secondes pour que le moule puisse résister We make the metal mold box with a cavity of 50 mm in diameter and 150 mm in height We introduce silica sand made in Flattery, Australia and added with 2% by weight of water, the box being cooled to -300 C on its surface in contact with the sand In this experiment, it takes 20 seconds for the mold to resist
à la manipulation en vue du retrait. handling for removal.
EXPERIENCE 5.EXPERIENCE 5.
On fabrique la boite avec une cavité de mm de diamètre et 150 mm de hauteur On introduit dans cette boîte du sable de silice fabriqué à Flattery, Australie, et additionné de 3 % en poids d'eau, la boite étant refroidie à -300 C à sa surface en contact avec le sable Dans cette expérience, il faut 25 secondes pour que le moule puisse résister We make the box with a cavity of mm in diameter and 150 mm in height We introduce into this box silica sand made in Flattery, Australia, and added with 3% by weight of water, the box being cooled to -300 C on its surface in contact with the sand In this experiment, it takes 25 seconds for the mold to resist
à la manipulation en vue du retrait. handling for removal.
EXPERIENCE 6.EXPERIENCE 6.
On fabrique la boite avec une cavité de mm de diamètre et 150 mm de hauteur On y introduit du sable de silice fabriqué à Flattery, Australie et additionné de 5 % en poids d'eau, la boite étant refroidie à -30 'C à sa surface en contact avec le sable Dans cette expérience, il faut 30 secondes pour que le moule puisse résister à la manipulation The box is made with a cavity of mm in diameter and 150 mm in height. Silica sand made in Flattery, Australia and added with 5% by weight of water is introduced, the box being cooled to -30 ° C. at surface in contact with the sand In this experiment, it takes 30 seconds for the mold to resist handling
en vue du retrait.for withdrawal.
On comprendra, par les expériences 4 à 6 ci-dessus, que lorsque la quantité d'eau ajoutée est plus petite, le temps nécessaire pour durcir les It will be understood, by experiments 4 to 6 above, that when the amount of water added is smaller, the time necessary to harden the
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surfaces du moule en vue de le retirer devient plus court, mais la résistance de la surface du moule est moindre Par contre, avec une plus grande quantité d'eau, la résistance du moule est accrue mais la pièce moulée formée dans ce moule présente des défauts d'apparence par suite de la vapeur provenant de l'eau ajoutée et le temps nécessaire pour durcir la surface mold surfaces for removal becomes shorter, but the resistance of the mold surface is lower However, with a larger amount of water, the mold resistance is increased but the molded part formed in this mold has appearance defects due to steam from added water and the time required to harden the surface
du moule afin de la retirer devient plus long. of the mold in order to remove it becomes longer.
On décrira ci-après à propos de la figure 2 un autre mode d'exécution de l'invention La référence Another embodiment of the invention will be described below in connection with FIG. 2. The reference
désigne une plaque-modèle portant un modèle 10 a. designates a model plate bearing a 10 a model.
Un chassis de moulage il est placé sur la surface supérieure de la plaquemodèle 10 et du sable de moulage 12 contenant une quantité d'eau appropriée et introduit dans un espace défini par le châssis de moulage 11 et la plaque-modèle 10 La référence 13 désigne un tuyau d'amenée d'azote liquide Cisposé sous la plaque-modèle, muni de multiples buses de projection 14 également espacées sur le côté tourné vers la plaque-modèle, ce tuyau communiquant par une extrémité avec un réservoir à azote liquide (non représenté). Avec cette disposition, comme le montre la figure 2, on introduit le sable 12 dans un espace défini par la plaque- modèle 10 et le châssis de moulage 11 et on pulvérise de l'azote liquide par A molding frame it is placed on the upper surface of the model plate 10 and molding sand 12 containing an appropriate quantity of water and introduced into a space defined by the molding frame 11 and the model plate 10 The reference 13 designates a liquid nitrogen supply pipe Cisposed under the model plate, provided with multiple projection nozzles 14 also spaced on the side facing the model plate, this tube communicating at one end with a liquid nitrogen tank (not shown ). With this arrangement, as shown in FIG. 2, the sand 12 is introduced into a space defined by the model plate 10 and the molding frame 11 and liquid nitrogen is sprayed by
les buses 14 sur la surface inférieure de la plaque- the nozzles 14 on the lower surface of the plate-
modèle 10 Ensuite, on refroidit la plaque-modèle 10 de telle sorte que le sable 12 placé juste au-dessus de la plaque-modèle 10 se congèle et durcit Puis, après avoir retiré la plaque-modèle 10, on place dans une chambre de réfrigération le châssis de moulage Il supportant un moule de manière à congeler l'eau model 10 Then we cool the model plate 10 so that the sand 12 placed just above the model plate 10 freezes and hardens Then, after removing the model plate 10, we place in a refrigeration the molding frame It supports a mold so as to freeze the water
contenue dans le moule et à durcir celui-ci complète- contained in the mold and to harden it completely-
ment Par suite, on obtient un moule congelé que l'on As a result, we obtain a frozen mold which we
peut utiliser pour la coulée.can use for casting.
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On décrira maintenant encore un autre mode We will now describe yet another mode
d'exécution de l'invention à propos de la figure 3. of the invention in relation to FIG. 3.
La référence 15 désigne une plaque-modèle portant un modèle 15 a Un châssis de moulage 16 est placé sur la surface supérieure de la plaquemodèle 15 et du sable de moulage 17 contenant une quantité appropriée d'eau et introduit dans un espace défini par le ch Assis 16 et la plaquemodèle 15 La référence 18 désigne un tuyau d'amenée d'azote liquide disposé à la périphérie de la plaque-modèle 15 et du ch Assis de moulage 16 assemblés, ce tuyau étant muni de multiples buses de projection 19 également espacées sur le côté tourné vers la plaque-modèle 15 et le châssis de moulage 16 et communiquant aussi par une extrémité avec un réservoir à azote liquide (non représenté) La référence 20 désigne une plaque Reference 15 designates a model plate carrying a model 15 a A molding frame 16 is placed on the upper surface of the model plate 15 and molding sand 17 containing an appropriate quantity of water and introduced into a space defined by the ch Seated 16 and the model plate 15 The reference 18 designates a liquid nitrogen supply pipe disposed at the periphery of the model plate 15 and of the ch Molding seat 16 assembled, this pipe being provided with multiple projection nozzles 19 equally spaced on the side facing the model plate 15 and the molding frame 16 and also communicating at one end with a liquid nitrogen tank (not shown) The reference 20 designates a plate
servant a détacher le moule du ch Assis 16. used to detach the mold from the ch Assis 16.
Avec une disposition comme celle que montre la figure 3, on introduit le sable de moulage 17 dans un espace défini par la plaque-modèle 15 et le châssis de moulage 16 et on pulvérise de l'azote liquide par les buses 19 sur la surface extérieure de la plaque-modèle 15 et du châssis 16 La plaque 15 et le chassis 16 se refroidissent alors de telle sorte que le sable 17 en contact avec la plaque 15 et le chassis 16 durcit Puis, après avoir retiré la plaque du châssis 16, on adapte la plaque de démoulage 20 dans le châssis 16 de manière à détacher le moule ou chassis vers le bas On réunit le moule ainsi obtenu à l'autre moule (non représenté) et on les place dans une chambre de réfrigération, sous forme de moule complet, pour congeler l'eau contenue dans le moule et le durcir complètement On peut ainsi obtenir le moule congelé Outre les modes d'exécution représentés par les figures 1 a 3, on peut modifier With an arrangement like that shown in FIG. 3, the molding sand 17 is introduced into a space defined by the model plate 15 and the molding frame 16 and liquid nitrogen is sprayed by the nozzles 19 on the outer surface of the model plate 15 and of the chassis 16 The plate 15 and the chassis 16 then cool down so that the sand 17 in contact with the plate 15 and the chassis 16 hardens Then, after having removed the plate from the chassis 16, adapts the release plate 20 into the chassis 16 so as to detach the mold or chassis downwards The mold thus obtained is joined to the other mold (not shown) and they are placed in a refrigeration chamber, in the form of a mold complete, to freeze the water contained in the mold and harden it completely We can thus obtain the frozen mold In addition to the embodiments shown in Figures 1 to 3, we can modify
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-, le procédé de refroidissement de la boîte métallique de moule, de la plaque-modèlé et du châssis de moulage pour obtenir encore un autre mode d'exécution, représenté par les figures 4 et 5, dans lequel des chambres creuses 24, 25 et 26 sont formées dans les parois d'une botte métallique de moule 21, d'un ch&ssis de moulage 23 et d'une plaque-modèle 22 et on introduit du réfrigérant de façon qu'il passe par la chambre 24 ou les chambres 25 et 26 En bref, l'invention fournit un procédé de fabrication de moules dans lequel on introduit du sable de moulage contenant une quantité appropriée d'eau dans une botte métallique de moule refroidie par un réfrigérant, dans un espace défini par des surfaces, refroidies par un réfrigérant, d'un ch Assis de moulage et d'une plaque-modèle, on congèle et on durcit la surface du sable pendant un temps prédéterminé pour obtenir un moule dont la surface est durcie mais dont l'intérieur est mou, on retire le moule de la boite métallique ou du ch Assis de moulage, puis on-refroidit toute la surface du moule -, the method of cooling the metal canister, the model plate and the molding frame to obtain yet another embodiment, represented by FIGS. 4 and 5, in which hollow chambers 24, 25 and 26 are formed in the walls of a metal mold boot 21, a molding frame 23 and a model plate 22 and coolant is introduced so that it passes through the chamber 24 or the chambers 25 and In short, the invention provides a method of making molds in which mold sand containing an appropriate amount of water is introduced into a metal boot of mold cooled by a refrigerant, in a space defined by surfaces, cooled by a coolant, a ch Sitting mold and a model plate, the surface of the sand is frozen and hardened for a predetermined time to obtain a mold whose surface is hardened but whose interior is soft, it is removed the mold of the metal box or the ch molding, then the whole surface of the mold is cooled
au moyen d'un réfrigérant pour congeler même l'inté- using a refrigerant to freeze even the interior
rieur du moule et durcir ainsi celui-ci complètement ou bien on introduit du sable de moulage contenant une quantité appropriée d'eau dans un espace défini par une plaque-modèle refroidie par un réfrigérant et un ch&ssis de moulage, on congèle et on durcit laugh the mold and harden it completely or introduce mold sand containing an appropriate amount of water into a space defined by a model plate cooled by a coolant and a mold frame, freeze and harden
le sable en contact avec la surface de la plaque- the sand in contact with the surface of the plate-
modèle tout en le laissant tel quel pendant un temps prédéterminé, on enlève la plaque-modèle puis on refroidit encore au moyen d'un réfrigérant le sable de moulage maintenu dans le châssis de manière à le congeler et à le durcir Ainsi, l'invention est avantageuse étant donné qu'il n'est pas nécessaire d'ajouter des liants au moule pour le manipuler et qu'il est facile à fabriquer, ce qui assure des effets model while leaving it as it is for a predetermined time, the model plate is removed and then the molding sand maintained in the chassis is cooled again by means of a refrigerant so as to freeze and harden it. Thus, the invention is advantageous since it is not necessary to add binders to the mold to handle it and is easy to manufacture, which ensures effects
notables et un grand avantage industriel. notable and a great industrial advantage.
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- 1982-04-29 GB GB00000002A patent/GB2119300B/en not_active Expired
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Also Published As
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