FR2958867A1

FR2958867A1 - Modele perdu utilise en fonderie pour l'obtention d'une piece metallique et procede d'assemblage de pieces constitutives d'un tel modele perdu

Info

Publication number: FR2958867A1
Application number: FR1052872A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marc Bizeau; Franck Hautefeuille
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr; GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-10-21
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: FR2958867B1

Abstract

L'invention a pour objet un modèle perdu (1) destiné à être utilisé en fonderie pour l'obtention d'une pièce métallique. Le modèle perdu (1) est constitué d'au moins deux parties (2, 3) assemblées entre elles, dont au moins une partie de premier type (2) et au moins une partie de deuxième type (3). Chaque partie (2, 3) comporte une face externe (7) et au moins une face de scellement (5). La face de scellement (5) d'une partie (2, 3) est assemblée à une face de scellement (5) correspondante d'une partie adjacente (2, 3). Le modèle perdu (1) porte au moins une référence (8). La face externe (7) de la partie de premier type (2) comporte ladite référence (8) et la face de scellement (5) de la partie de deuxième type (3) comporte ladite référence (8). L'invention est utilisée en particulier, pour l'obtention d'une culasse d'un moteur thermique de véhicule automobile.

Description

Modèle perdu utilisé en fonderie pour l'obtention d'une pièce métallique et procédé d'assemblage de pièces constitutives d'un tel modèle perdu [0001 L'invention est du domaine du moulage en fonderie utilisant un modèle perdu. Elle a pour objet un modèle perdu utilisé pour la fabrication d'une pièce de fonderie. Elle a aussi pour objet un procédé d'assemblage de parties constitutives du modèle perdu. Elle a enfin pour objet une utilisation d'un tel modèle perdu pour l'obtention d'une culasse d'un moteur thermique d'un véhicule automobile. [0002] Dans le domaine de la fonderie, il est connu de fabriquer une pièce en un matériau métallique à partir de l'utilisation d'un modèle perdu. Ce dernier présente une conformation et des dimensions identiques à la pièce souhaitée. Le modèle perdu est formé d'une matière gazéifiable, telle que par exemple le polystyrène, le polyuréthane ou le polyéthylène. Le modèle perdu est placé à l'intérieur d'une matrice constituée de sable qui reçoit le matériau métallique en fusion. Au contact du matériau métallique en fusion, la matière gazéifiable est sublimée pour laisser place au matériau métallique. Après refroidissement de ce dernier, la pièce métallique obtenue est de forme et de dimensions identiques à celles du modèle perdu. [0003] Pour permettre de réaliser des pièces métalliques de forme complexe, il est connu de former le modèle perdu à partir d'un assemblage de plusieurs parties qui sont collées les unes aux autres. On pourra par exemple se reporter au document EP0227308 (FORD MOTOR COMPANY LTD and ail) qui décrit un tel procédé d'assemblage. [0004] Un problème général posé dans le domaine réside dans le fait que l'assemblage des parties constitutives du modèle perdu s'avère complexe.

L'assemblage est source d'erreurs qui conduisent fréquemment à l'obtention d'un modèle perdu inadapté et finalement à la fabrication d'une pièce métallique inappropriée. [0005] Plus particulièrement, il est fréquent que lors de l'assemblage des parties constitutives d'un modèle perdu, des parties issues de modèles perdus distincts soient assemblées entre elles. Un tel assemblage conduit à l'obtention d'une pièce métallique défectueuse ce qu'il est souhaitable d'éviter. [0006] Le but de la présente invention est de proposer un modèle perdu utilisé en fonderie pour l'obtention d'une pièce métallique, tel qu'une culasse d'un moteur thermique équipant un véhicule automobile, le modèle perdu étant constitué d'une pluralité de parties assemblées entre elles par scellement de faces de scellement que chacune des parties comporte, l'assemblage des pièces étant effectué de manière sure et certaine pour éviter l'obtention d'un modèle perdu inadapté, et finalement pour ne pas fabriquer une pièce métallique inappropriée, le modèle perdu offrant toutefois une traçabilité optimisée de la pièce métallique obtenue et étant néanmoins simple et peu couteux à réaliser. [0007] Un modèle perdu de la présente invention est un modèle perdu destiné à être utilisé en fonderie pour l'obtention d'une pièce métallique. Le modèle perdu est constitué d'au moins deux parties assemblées entre elles. Ces dernières sont constituées d'au moins une partie d'un premier type et d'au moins une partie d'un deuxième type. Chaque partie comporte une face externe et au moins une face de scellement. La face de scellement d'une partie est assemblée à une face de scellement correspondante d'une partie adjacente. Le modèle perdu porte au moins une référence. [0008] Selon la présente invention, la face externe de la partie de premier type comporte ladite référence et la face de scellement de la partie de deuxième type comporte ladite référence. [0009] La partie de premier type est préférentiellement unique. [0010] La face de scellement et la face de scellement correspondante étant assemblées entre elles par l'intermédiaire d'un joint de scellement, la référence de la partie de deuxième type est avantageusement ménagée en une zone vierge de la face de scellement qui est exempte de joint de scellement. [0011] La référence de la partie de deuxième type est avantageusement ménagée à l'intérieur d'un logement agencé en creux. [0012] La référence de la partie de premier type est avantageusement ménagée en relief sur la face externe. [0013] Un procédé d'assemblage de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le procédé consiste à assembler entre elles au moins une partie de premier type et au moins une partie de deuxième type qui portent une même référence. [0014] Un tel modèle perdu est avantageusement utilisé pour l'obtention d'une pièce métallique en fonderie, tel que par exemple une culasse d'un moteur thermique d'un véhicule automobile. [0015] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : • La fig.1 est une vue schématique éclatée d'un modèle perdu de la présente invention.

La fig.2 est une vue schématique d'un modèle perdu assemblé illustré sur la figure précédente. • La fig.3 est une vue d'une face de scellement d'une partie constitutive d'un modèle perdu illustré sur les figures précédentes, la partie étant une partie d'un premier type.

La fig.4 est une vue d'une face de scellement d'une partie constitutive d'un modèle perdu illustré sur les fig.1 et fig.2, la partie étant une partie d'un deuxième type. • La fig.5 est une vue éclatée d'un modèle perdu de la présente invention prévu pour l'obtention d'une culasse.

La fig.6 est une vue partielle d'une partie de deuxième type constitutive de la culasse illustrée sur la fig.5. • La fig.7 est une vue en coupe d'une référence portée par la face de scellement d'une partie de deuxième type illustrée sur la fig.4. • La fig.8 est une vue partielle d'une partie de premier type constitutive de la culasse illustrée sur la fig.5. ^ La fig.9 est une vue en coupe d'une référence portée par la face externe d'une partie de premier type illustrée sur la fig.3. • La fig.10 est une vue schématique partielle de la culasse illustrée sur la fig.5. [0016] Dans le domaine automobile, il est connu d'obtenir une pièce métallique, telle qu'une culasse d'un moteur thermique équipant un véhicule automobile ou analogue, à partir de la mise en oeuvre d'un procédé de moulage perdu. [0017] Dans sa généralité, un tel procédé consiste dans un premier temps à réaliser un modèle en une matière gazéifiable, tel que du polystyrène ou analogue. La matière gazéifiable présente la caractéristique d'être aisément fondue et/ou vaporisée au contact d'une source de chaleur. Le modèle est de forme et de dimensions identiques à celles de la pièce métallique souhaitée. Dans un deuxième temps, le modèle est revêtu d'une couche d'un matériau réfractaire, puis le modèle est étuvé. Dans un troisième temps, le modèle est logé à l'intérieur d'une matrice, par exemple constituée de sable meuble. La matrice est compactée par vibrations, de manière à ce que le sable meuble remplisse d'éventuelles cavités du modèle. Dans un quatrième temps, un métal en fusion, aluminium notamment ou analogue, est coulé à l'intérieur de la matrice. La matière gazéifiable est sublimée au contact du métal en fusion qui se substitue à cette dernière. Après refroidissement, la pièce métallique obtenue est démoulée. La matrice est susceptible de contenir plusieurs modèles regroupés en grappe, de manière à fabriquer en une seule passe autant de pièces métalliques que de modèles. Un tel modèle est dénommé « modèle perdu » car le modèle n'est utilisé qu'une fois en raison de sa sublimation. [0018] Sur la fig.1, un modèle perdu 1 est constitué d'une pluralité de parties 2, 3 qui sont destinées à être assemblées entre elles. Sur la fig.2, les parties 2, 3 du modèle perdu 1 sont solidarisées entre elles par l'intermédiaire d'un joint de scellement 4 disposé entre deux parties contigües 2, 3. Chaque partie 2, 3 est par exemple agencée en strate pour faciliter un empilement des parties 2, 3 les unes sur les autres. [0019] Chaque partie 2, 3 comporte au moins une face de scellement 5 qui est placée en vis-à-vis d'une face de scellement correspondante 5 d'une partie contigüe 2, 3. La face de scellement 5 et la face de scellement correspondante 5 sont de conformations complémentaires, l'une étant par exemple concave et l'autre convexe. Pour faciliter leur assemblage entre elles, les faces de scellement sont généralement planes, tel qu'illustrée sur les fig.1 et fig.2. [0020] Sur les fig.3 et fig.4, chaque face de scellement 5 comporte une zone de scellement 6 qui reçoit le joint de scellement 4 et sur laquelle est rapportée une zone de scellement correspondante 6 de la face de scellement correspondante 5. Le joint de scellement 4 est par exemple constitué d'une colle ou analogue qui est appliquée sur la zone de scellement 6 à l'aide d'un masque d'encollage. Le joint de scellement 4 est destiné à maintenir en position les parties 2, 3 assemblées entre elles. [0021] Sur l'exemple illustré en fig.3 et fig.4, la zone de scellement 6 est ménagée à la périphérie de la face de scellement 5 et présente une largeur L de l'ordre de 4 mm au moins. La zone de scellement 6 est toutefois susceptible d'être d'une conformation relativement quelconque. [0022] Chaque partie 2, 3 comporte une face externe 7 qui reste visible pour un utilisateur, a contrario de la face de scellement 5 qui, après assemblage, est invisible pour l'utilisateur en raison de sa mise en contact avec la face de scellement 5 correspondante de la partie contigüe 2, 3. [0023] Le modèle perdu 1 est identifié par l'intermédiaire d'au moins une référence 8, par exemple constituée d'une suite de caractères alphanumériques et/ou de symboles. [0024] La présente invention propose que les parties 2, 3 constitutives du modèle perdu 1 soient de deux types distincts, à savoir soit d'un premier type pour lequel la référence 8 est ménagée sur la face externe 7 de la partie de premier type 2, ou soit d'un deuxième type pour lequel la référence 8 est ménagée sur la face de scellement 5 de la partie de deuxième type 3. Plus particulièrement, le modèle perdu 1 est constitué d'une unique partie de premier type 2 et d'au moins une partie de deuxième type 3. Ces dispositions visent à éviter tout mélange entre des parties 2, 3 constitutives de modèles perdus distincts 1, sans toutefois encombrer les faces externes 7 des parties 2, 3 assemblées de plus d'une référence visible 8, à savoir celle de la partie de premier type 2. [0025] A partir d'un marquage des parties 2, 3 d'un même modèle perdu 1 avec une référence commune 8, cette dernière étant ménagée soit sur la face externe 7 pour la partie de premier type 2, soit sur la face de scellement 5 pour les parties de deuxième type 3, il est évité toute interversion entre des parties constitutives 2, 3 de différents modèles perdus 1, tels que ceux regroupés en une même grappe. Finalement, le modèle perdu 1 ne présente extérieurement qu'une seule référence 8, à savoir celle de la face externe 7 de la partie de premier type 2, ce qui évite une profusion de marquage potentiellement perturbateur pour un utilisateur, tout en offrant une traçabilité optimisée au modèle perdu 1 ainsi obtenu, et par voie de conséquence une traçabilité idoine pour la pièce métallique obtenue. [0026] Sur la fig.4 plus particulièrement, la référence 8 est ménagée en une zone vierge 9 de la face de scellement 5 qui est caractérisée par le fait que la zone vierge 9 est exempte de joint de scellement 4. La zone vierge 9 et la zone de scellement 6 forment conjointement la face de scellement 5, la zone vierge 9 étant complémentaire de la zone de scellement 6. [0027] Sur la fig.5, un modèle perdu 1 prévu pour l'obtention d'une culasse d'un moteur thermique d'un véhicule automobile comprend une unique partie de premier type 2 et quatre parties de deuxième type 3. L'unicité de la partie de premier type 2 est à comprendre dans le sens que le nombre de partie de premier type 2 que comprend est le modèle unique 1 est égale à une unité. [0028] Sur les fig.6 et fig.7, la référence 8 est ménagée, par exemple par gravure ou analogue, à l'intérieur d'un logement 11 réalisé en la zone vierge 9 de la partie de deuxième type 3. La zone vierge 9 est notamment entourée de la zone de scellement 6 recouverte du joint de scellement 4. La gravure en creux de la référence 8 à l'intérieur du logement 11 est telle que la référence 8 ne constitue pas un obstacle lors de l'application de la face de scellement correspondante 5 de la partie contigüe 2, 3. Plus particulièrement sur la fig.7 représentant schématiquement en coupe selon un plan P1 la référence 8 à l'intérieur du logement 11, il est remarquable qu'une hauteur H de la référence 8 soit inférieure ou égale à une profondeur P du logement 11. [0029] Sur les fig.8 et fig.9, la référence 8 est ménagée en relief de la face externe 7 de la pièce de premier type 2. Plus particulièrement sur la fig.9 représentant schématiquement en coupe selon un plan P2, la référence 8 présente une hauteur H' par exemple équivalente à la hauteur H de la référence 8 de la pièce de deuxième type 3. Sur la fig.10, le modèle perdu 1 ne présente qu'une référence 8 visible.

Claims

Revendications1. Modèle perdu (1) destiné à être utilisé en fonderie pour l'obtention d'une pièce métallique, le modèle perdu (1) étant constitué d'au moins deux parties (2, 3) assemblées entre elles, dont au moins une partie de premier type (2) et au moins une partie de deuxième type (3), chaque partie (2, 3) comportant une face externe (7) et au moins une face de scellement (5), la face de scellement (5) d'une partie (2, 3) étant assemblée à une face de scellement (5) correspondante d'une partie adjacente (2,3), le modèle perdu (1) portant au moins une référence (8), caractérisé en ce que la face externe (7) de la partie de premier type (2) comporte ladite référence (8) et en ce que la face de scellement (5) de la partie de deuxième type (3) comporte ladite référence (8).
2. Modèle perdu (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de premier type (2) est unique.
3. Modèle perdu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de scellement (5) et la face de scellement correspondante (5) étant assemblées entre elles par l'intermédiaire d'un joint de scellement (4), la référence (8) de la partie de deuxième type (3) est ménagée en une zone vierge (9) de la face de scellement (5) qui est exempte de joint de scellement (4).
4. Modèle perdu (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la référence (8) de la partie de deuxième type (3) est ménagée à l'intérieur d'un logement (11) agencé en creux.
5. Modèle perdu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la référence (8) de la partie de premier type (2) est ménagée en relief sur la face externe (7).
6. Procédé d'assemblage de parties (2, 3) constitutives d'un modèle perdu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé consiste à assembler entre elles au moins une partie de premier type (2) et au moins une partie de deuxième type (3) qui portent une même référence (8).
7. Utilisation d'un modèle perdu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 pour l'obtention d'une pièce métallique en fonderie.
8. Utilisation selon la revendication 7 pour l'obtention d'une culasse d'un moteur thermique d'un véhicule automobile.5