FR2959432A1

FR2959432A1 - Procede de moulage par modele perdu

Info

Publication number: FR2959432A1
Application number: FR1053408A
Authority: FR
Inventors: Franck Hautefeuille
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr; GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-05-03
Also published as: FR2959432B1

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de moulage d'une pièce par modèle perdu, caractérisé en ce qu'il comprend - la réalisation de strates en polystyrène formant un modèle de la pièce, les strates comportant chacune un repère visuel - formation du modèle par assemblage des strates, - la vérification de l'assemblage des strates selon l'alignement des repères visuels. Ceci permet un contrôle qualité du modèle en production plus simple.

Description

PROCEDE DE MOULAGE PAR MODELE PERDU [0001 L'invention se rapporte à un procédé de moulage par modèle perdu. [0002] Dans le cadre d'un développement d'une nouvelle pièce de fonderie telle qu'une nouvelle culasse, il peut être fait appel au procédé de moulage par modèle perdu. Le document EP-A-O 215 616 décrit cette technologie avec un moule perdu en mousse. Une autre solution propose de créer un modèle de culasse en polystyrène de plusieurs strates. Ces strates sont collées entre elles afin d'obtenir un modèle de culasse. Afin d'obtenir une bonne précision dimensionnelle sur la culasse, il faut s'assurer de coller correctement les différentes strates entre elles. [0003] Il y a un besoin pour pouvoir contrôler la qualité de l'assemblage des strates. [0004] Pour cela l'invention propose un procédé de moulage d'une pièce par modèle perdu, caractérisé en ce qu'il comprend • la réalisation de strates en polystyrène formant un modèle de la pièce, les strates comportant chacune un repère visuel • formation du modèle par assemblage des strates, • la vérification de l'assemblage des strates selon l'alignement des repères visuels. [0005] Selon une variante, les strates sont obtenues à l'aide d'un moule respectif comportant des passages de vapeur d'eau, l'un au moins des passages de vapeur d'eau formant un repère visuel sur les strates. [0006] Selon une variante, le passage de vapeur formant le repère visuel est réalisé par découpe fil du moule. [0007] Selon une variante, l'assemblage des strates est réalisé par alignement des repères visuels. [0008] Selon une variante, l'assemblage des strates est fait par collage. [0009] Selon une variante, le procédé comprend en outre • l'enduction du modèle par une couche réfractaire et • le compactage de sable non lié autour du modèle enduit. [0010] Selon une variante, le compactage du sable sur le modèle est réalisé par vibration. [0011] Selon une variante, le procédé comprend en outre la coulée d'un métal sublimant le modèle. [0012] Selon une variante, une pluralité de modèles formés par l'assemblage de strates sont réalisés, les étapes d'enduction, de compactage de sable et de coulée sont réalisées sur la pluralité de modèles pris simultanément. [0013] Il est aussi proposé une pièce de véhicule obtenue par le procédé décrit précédemment, la pièce étant choisie dans le groupe comprenant une culasse, une carter cylindre, un boîtier de sortie d'eau, une pompe à eau. [0014] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : figure 1, une vue éclatée d'un modèle de culasse; • figure 2, une vue du procédé de moulage par modèle perdu ; • figures 3 et 4, des vues en détail du modèle de culasse. [0015] Il est proposé un procédé de moulage d'une pièce par modèle perdu. Le procédé comprend la réalisation de strates en polystyrène formant un modèle de la pièce, les strates comportant chacune un repère visuel. Le modèle est formé par assemblage des strates, et le procédé comprend en outre la vérification de l'assemblage des strates selon l'alignement des repères visuels. Ceci permet un contrôle qualité du modèle en production plus simple. [0016] La figure 1 montre un modèle 10 éclaté d'une pièce de fonderie, en l'occurrence (et à titre d'exemple et pour le reste de la description) une culasse de moteur. Le modèle 10 de culasse est formé par assemblage d'une pluralité de strates 101, 102, 103, 104, ... Le modèle de culasse brut est en polystyrène, par exemple du polystyrène expansé ou PSE. Les strates sont conçues par exemple à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur. Les strates sont des sous-ensembles du modèle, formant chacune une couche du modèle. La conception par strates permet de concevoir des pièces complexes, notamment en raison d'un nombre important de canaux (passages d'eau de refroidissement, d'air, carburant, gaz d'échappement). Le modèle est obtenu par exemple par collage des strates entre elles. [0017] La figure 2 montre les étapes du procédé de moulage par modèle perdu. Le figure 2 montre un modèle 10 de culasse en polystyrène obtenu par assemblage des strates comme indiqué en figure 1. Le modèle 10 peut être fixé à un descendant 12 comportant un canal de coulée, et sur lequel une pluralité de modèles 10a, 10b (ou grappes de modèles) sont montés ensemble. Ceci permet de traiter plusieurs modèles simultanément. La grappe de modèle est descendue dans un bain 14 pour l'application d'une couche ou enduit réfractaire sur les modèles. Après étuvage, la grappe de modèle est introduite dans une cuve 16 où elle est noyée dans du sable 18 compacté afin de remplir toutes les cavités des modèles. Des vibrations soumises à la cuve 16 accentuent le remplissage homogène et le tassement du sable sur toute la surface du ou des modèles. Ensuite, la coulée 20 peut avoir lieu. Le métal utilisé est par exemple de l'aluminium. Le métal est coulé dans le canal de coulée et provoque la sublimation (ou la vaporisation) du modèle en polystyrène. Le métal prend peu à peu la place du modèle. La couche réfractaire permet l'évacuation des gaz dus à la combustion du polystyrène lors de la coulée et l'isolation du métal en fusion du sable 18 de moulage. Après la coulée, le sable n'étant mélangé à aucun produit, le décochage du sable est réalisé aisément, par gravité et par vibration. Le sable 18 est récupéré et renvoyé dans le processus de compactage d'une nouvelle grappe comme indiqué sur la figure 2. La pièce 22 de fonderie présente une peau en bon état, le sable 18 n'ayant pas adhéré à la pièce 22 ; seules quelques traces de la couche réfractaire étant à grenailler ou sabler. [0018] Les figures 3 et 4 montrent une vue en détail du modèle 10 de culasse. Le modèle 100 est formé par les strates 101, 102... Chacune des strates est obtenue par moulage à l'aide d'un moule respectif. Les strates sont définies en tenant compte du retrait du métal après refroidissement. Les strates sont obtenues par injection de billes de polystyrène sous pression dans le moule respectif. De la vapeur d'eau est injectée dans le moule, de sorte à augmenter le volume des billes qui s'assemblent entre elles. On crée ainsi des artifices dans les moules pour le passage de la vapeur d'eau. Ces passages de vapeur peuvent être réalisés de différentes façons, par exemple à l'aide de filtres ou micro perçages. Dans le cas présent, les passages de vapeur sont réalisés par découpe fil du moule. Le passage de vapeur dans le moule permet la création d'un repère visuel 24 sur les strates. Il peut s'agir d'une nervure en saillie formée par le polystyrène ou d'une strie (à titre d'exemple de 1 mm de large et 0,5 mm de fond) courant le long des strates. Le repère visuel 24 permet la vérification de l'assemblage des strates selon l'alignement des repères visuels 24 de chaque strate. Le repère 24 est une aide à la vérification. Un opérateur peut ainsi aisément vérifier l'assemblage en contrôlant visuellement l'alignement des repères 24 (tel que cela se voit sur la figure 3), ce qui évite la dérive du modèle en sortie de l'assemblage des strates. [0019] En amont de la vérification du correct assemblage des strates, le repère visuel 24 ainsi réalisé sur chaque strate permet aussi d'aider à l'alignement lors des opérations de collage sur l'ensemble de la culasse. Le repère 24 est une aide à l'assemblage. Ceci est visible sur la figure 4. Les strates 104 et 105 sont approchées l'une de l'autre, un interstice 26 entre les strates étant visible sur la figure 4. Les strates sont assemblées, par collage par exemple, en faisant coïncider le repère visuel 24 de chaque strate. Le repère visuel 24 constitue des zones à aligner entre deux strates. [0020] Les repères visuels peuvent être réalisés à l'aide de formes extérieures de la pièce 22. Toutefois, l'utilisation des passages de vapeur d'eau pour créer les repères visuels est préférée car permet de profiter des artifices d'injection que sont les traces laissées par le passage de vapeur d'eau dans le moule des strates pour créer sur chaque strate un repère visuel permettant de faciliter l'opération de collage sans pénaliser l'architecture de la pièce. Ceci permet aussi de visualiser rapidement les dérives dimensionnelles de la pièce. On obtient ainsi un gain économique. [0021] Plusieurs repères visuels 24 peuvent être prévus pour augmenter la précision de l'assemblage et de la vérification. [0022] Le repère visuel 24 est positionné au même endroit sur les strates.

Ceci peut être réalisé lors de la conception des strates, par exemple par un logiciel de CAD. Les moules de chaque strates sont conçus en tenant compte du positionnement du ou des passages de vapeur générant respectivement le repère visuel selon un emplacement précis. [0023] Le procédé décrit s'applique pour l'obtention d'une pièce 22 de véhicule, la pièce étant par exemple une culasse, une carter cylindre, un boîtier de sortie d'eau, une pompe à eau. Le procédé permet de contrôler aisément la qualité des pièces. En outre il permet de profiter des impératifs d'injection des strates pour créer un indicateur de précision simple et très précis pour l'assemble, par collage par exemple. Ceci est sans surcoût et peut supprimer certains contrôles en production et par conséquent un gain économique. Le repère visuel est un indicateur dimensionnel sur les strates et sur le brut de la pièce telle qu'une culasse, sans contraintes d'architecture ne de masse pour la pièce.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de moulage d'une pièce (22) par modèle perdu, caractérisé en ce qu'il comprend - la réalisation de strates (101, 102, 103,...) en polystyrène formant un modèle (10) de la pièce, les strates comportant chacune un repère visuel (24) - formation du modèle (10) par assemblage des strates, - la vérification de l'assemblage des strates selon l'alignement des repères visuels (24).
2. Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les strates (101, 102, 103,...) sont obtenues à l'aide d'un moule respectif comportant des passages de vapeur d'eau, l'un au moins des passages de vapeur d'eau formant un repère visuel (24) sur les strates.
3. Le procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage de vapeur formant le repère visuel (24) est réalisé par découpe fil du moule.
4. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'assemblage des strates (101, 102, 103,...) est réalisé par alignement des repères visuels (24).
5. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'assemblage des strates (101, 102, 103,...) est fait par collage.
6. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre - l'enduction du modèle par une couche réfractaire et - le compactage de sable non lié autour du modèle enduit.
7. Le procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le compactage du sable sur le modèle est réalisé par vibration.
8. Le procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre la coulée d'un métal sublimant le modèle.
9. Le procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que une pluralité de modèles formés par l'assemblage de strates sont réalisés, les étapes d'enduction, de compactage de sable et de coulée sont réalisées sur la pluralité de modèles pris simultanément.
10. Une pièce de véhicule obtenue par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, la pièce étant choisie dans le groupe comprenant une culasse, une carter cylindre, un boîtier de sortie d'eau, une pompe à eau.