FR3058336A1 - DUAL COATING PROCESS OF LOST MODEL FOUNDRY - Google Patents

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Abstract

L'invention porte principalement sur un procédé d'enduction d'un modèle (12) pour procédé de moulage à modèle perdu dans un bain d'enduction (22), ledit procédé comportant: - une première étape d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur dudit bain d'enduction (22) suivant une première vitesse d'immersion (V1), et - une étape de retrait dudit modèle (12) du bain d'enduction (22), caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre: - une deuxième étape d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur du bain d'enduction (22) suivant une deuxième vitesse d'immersion, - ladite deuxième vitesse d'immersion étant supérieure à ladite première vitesse d'immersion (V1).The invention relates primarily to a method of coating a model (12) for a lost-model molding process in a coating bath (22), said method comprising: a first step of immersing said model (12); ) inside said coating bath (22) at a first immersion rate (V1), and - a step of removing said model (12) from the coating bath (22), characterized in that said method further comprises: - a second step of immersing said model (12) inside the coating bath (22) according to a second immersion speed, - said second immersion speed being greater than said first speed of immersion immersion (V1).

Description

Titulaire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.Holder (s): PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.

Demande(s) d’extensionExtension request (s)

Mandataire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.Agent (s): PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Public limited company.

P4) PROCEDE A DOUBLE ENDUCTION D'UN MODELE PERDU DE FONDERIE.P4) DOUBLE COATING PROCESS OF A LOST FOUNDRY MODEL.

FR 3 058 336 - A1FR 3 058 336 - A1

L'invention porte principalement sur un procédé d'enduction d'un modèle (12) pour procédé de moulage à modèle perdu dans un bain d'enduction (22), ledit procédé comportant:The invention relates mainly to a method for coating a model (12) for a molding method for a lost model in a coating bath (22), said method comprising:

- une première étape d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur dudit bain d'enduction (22) suivant une première vitesse d'immersion (V1), eta first step of immersing said model (12) inside said coating bath (22) according to a first immersion speed (V1), and

- une étape de retrait dudit modèle (12) du bain d'enduction (22), caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre:a step of removing said model (12) from the coating bath (22), characterized in that said method further comprises:

- une deuxième étape d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur du bain d'enduction (22) suivant une deuxième vitesse d'immersion,a second step of immersing said model (12) inside the coating bath (22) according to a second immersion speed,

- ladite deuxième vitesse d'immersion étant supérieure à ladite première vitesse d'immersion (V1).- Said second immersion speed being greater than said first immersion speed (V1).

PROCEDE A DOUBLE ENDUCTION D'UN MODELE PERDU DE FONDERIE [0001] La présente invention porte sur un procédé à double enduction d'un modèle perdu de fonderie. Le procédé s'applique tout particulièrement à la préparation de modèle perdu de fonderie, utilisé notamment dans l'industrie automobile pour la préparation de pièces de moteurs comme des culasses ou des carters-cylindres.The present invention relates to a double coating process for a lost foundry model. The process is particularly applicable to the preparation of a lost foundry model, used in particular in the automotive industry for the preparation of engine parts such as cylinder heads or cylinder blockers.

[0002] Pour la réalisation de pièces de fonderie selon la technique du modèle perdu (PMP, Procédé Modèle Perdu), on utilise des intermédiaires en polystyrène. Chacun de ces intermédiaires est un modèle précis de la pièce à obtenir, au retrait du métal près. Chaque modèle comporte un conduit de coulée destiné à assurer l'alimentation en métal liquide du modèle.For the production of foundry parts according to the lost model technique (PMP, Lost Model Process), polystyrene intermediates are used. Each of these intermediaries is a precise model of the part to be obtained, apart from the removal of the metal. Each model has a casting duct intended to supply liquid metal to the model.

[0003] Pour obtenir le moule de fonderie nécessaire pour la réalisation de la pièce de fonderie, le modèle est enduit d'un liant réfractaire en solution aqueuse, par exemple en le trempant dans un bain d'enduction, puis il est séché et moulé dans un sable flou et compacté par vibrations, dans une cuve. La pièce de fonderie est enfin obtenue par la coulée de métal liquide directement sur le conduit de coulée émergeant du sable.To obtain the foundry mold necessary for the production of the foundry part, the model is coated with a refractory binder in aqueous solution, for example by dipping it in a coating bath, then it is dried and molded in a blurred sand and compacted by vibrations, in a tank. The casting is finally obtained by pouring liquid metal directly onto the casting pipe emerging from the sand.

[0004] L'enduction du modèle en polystyrène est une étape importante dans la réalisation d'un moule pour la technique PMP, car le liant réfractaire utilisé doit garantir l'interface entre le sable formant le moule et le polystyrène expansé formant le modèle. Il est donc important de recouvrir le modèle parfaitement en tout point, à l'intérieur et à l'extérieur, avec la matière d'enduction.The coating of the polystyrene model is an important step in the production of a mold for the PMP technique, because the refractory binder used must guarantee the interface between the sand forming the mold and the expanded polystyrene forming the model. It is therefore important to cover the model perfectly at all points, inside and outside, with the coating material.

[0005] Cependant, des pièces de fonderie telles que la culasse d'un moteur thermique ont des formes très complexes. Lors du séchage de l'enduit, des gerces peuvent apparaître, plus particulièrement dans des zones étroites comme des circulations d'eau situées autour d'un collecteur d'échappement intégré de la culasse. La formation de ces gerces dans les circulations d'eau du modèle de la culasse entraîne de nombreux rebuts sur les pièces brutes en fonderie, en raison d'un phénomène de grésage. Ce phénomène se caractérise par des grains de sable qui viennent se coller en surface de la pièce aux endroits où il n'y a pas eu d'enduit déposé sur le polystyrène.However, castings such as the cylinder head of a heat engine have very complex shapes. When the coating dries, checks may appear, more particularly in narrow areas such as water circulations located around an integrated exhaust manifold of the cylinder head. The formation of these checks in the water circulation of the cylinder head model leads to numerous rejects on the raw parts in the foundry, due to a phenomenon of rigging. This phenomenon is characterized by grains of sand which stick to the surface of the part in places where there has been no coating deposited on the polystyrene.

[0006] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé d'enduction d'un modèle pour procédé de moulage à modèle perdu dans un bain d'enduction, le procédé comportant:The invention aims to effectively remedy these drawbacks by proposing a method of coating a model for molding process with a lost model in a coating bath, the method comprising:

- une première étape d'immersion du modèle à l'intérieur du bain d'enduction suivant une première vitesse d'immersion, eta first step of immersing the model inside the coating bath according to a first immersion speed, and

- une étape de retrait du modèle du bain d'enduction, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre:a step of removing the model from the coating bath, characterized in that the method also comprises:

- une deuxième étape d'immersion du modèle à l'intérieur du bain d'enduction suivant une deuxième vitesse d'immersion,a second step of immersing the model inside the coating bath according to a second immersion speed,

- la deuxième vitesse d'immersion étant supérieure à la première vitesse d'immersion.the second immersion speed being greater than the first immersion speed.

[0007] L'invention permet ainsi de s'assurer que toutes les zones du modèle sont recouvertes d'enduit grâce à la première immersion lente, et de réguler l'homogénéité en épaisseur et en qualité du dépôt d'enduit en surface du modèle grâce à la deuxième immersion à vitesse rapide. L'invention permet ainsi de réaliser une meilleure enduction du modèle en évitant l'apparition de zones non enduites, la formation de gerçures, et/ou de craquelures. En outre, l'invention n'entraîne pas de surcoût pour sa mise en application, dans la mesure où elle nécessite uniquement l'implémentation d'un programme spécifique dans le robot manipulateur des modèles.The invention thus makes it possible to ensure that all the areas of the model are covered with coating thanks to the first slow immersion, and to regulate the uniformity in thickness and in quality of the coating deposit on the surface of the model. thanks to the second high speed immersion. The invention thus makes it possible to achieve a better coating of the model by avoiding the appearance of uncoated areas, the formation of cracks, and / or cracks. In addition, the invention does not entail any additional cost for its application, insofar as it only requires the implementation of a specific program in the robot manipulating the models.

[0008] Selon une mise en œuvre, un ratio entre la deuxième vitesse d'immersion divisée par la première vitesse d'immersion est compris entre 20 et 30.According to one implementation, a ratio between the second immersion speed divided by the first immersion speed is between 20 and 30.

[0009] Selon une mise en œuvre, le ratio entre la deuxième vitesse d'immersion divisée par la première vitesse d'immersion vaut 25.According to one implementation, the ratio between the second immersion speed divided by the first immersion speed is equal to 25.

[0010] Selon une mise en œuvre, la première vitesse d'immersion est de l'ordre de 0,014 m/s, et la deuxième vitesse d'immersion est de l'ordre de 0,35 m/s.According to one implementation, the first immersion speed is of the order of 0.014 m / s, and the second immersion speed is of the order of 0.35 m / s.

[0011] Selon une mise en œuvre, des vitesses de retrait du bain d'enduction après la première immersion et la deuxième immersion sont supérieures à la première vitesse d'immersion.According to one implementation, withdrawal speeds of the coating bath after the first immersion and the second immersion are greater than the first immersion speed.

[0012] Selon une mise en œuvre, le bain d'enduction contient un liant réfractaire.According to one implementation, the coating bath contains a refractory binder.

[0013] Selon une mise en œuvre, le modèle est un modèle réalisé en polystyrène.According to one implementation, the model is a model made of polystyrene.

[0014] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures which accompany it. These figures are given only by way of illustration but in no way limit the invention.

[0015] La figure 1 est une vue en perspective d'un support portant deux modèles perdus de culasse avant leur immersion dans un bain d'enduit selon la présente invention;Figure 1 is a perspective view of a support carrying two lost models of cylinder head before their immersion in a plaster bath according to the present invention;

[0016] La figure 2 est une vue générale d'un poste d'enduction permettant l'enduction des modèles perdus de culasse;Figure 2 is a general view of a coating station for coating the lost models of cylinder head;

[0017] Les figures 3a à 3d sont des vues en perspective des étapes de mise en œuvre du procédé d'enduction des modèles perdus de culasse selon la présente invention;Figures 3a to 3d are perspective views of the stages of implementation of the method of coating lost cylinder head models according to the present invention;

[0018] Les figures 4a et 4b sont des vue en perspective de l'intérieur d'une circulation d'eau du modèle perdu de culasse respectivement sans double enduction et avec double enduction du modèle obtenue par la mise en œuvre du procédé selon la présente invention;Figures 4a and 4b are perspective views of the interior of a water circulation of the lost model of cylinder head respectively without double coating and with double coating of the model obtained by the implementation of the method according to the present invention;

[0019] La figure 5 est un diagramme des étapes du procédé d'enduction des modèles perdus selon l'invention.Figure 5 is a diagram of the steps of the method of coating lost models according to the invention.

[0020] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d’une figure à l’autre.Identical, similar or analogous elements retain the same reference from one figure to another.

[0021] La figure 1 montre un support 10 portant de chaque côté un modèle perdu de culasse 12. Le modèle 12 est par exemple réalisé dans un matériau à base de polystyrène. Une fois que le support 10 est chargé de modèles 12, le support 10 est positionné par un opérateur sur une table indexée 14 visible en figure 2. Une rotation de la table 14 permet d'amener le support 10 au poste d'enduction 16.Figure 1 shows a support 10 carrying on each side a lost model of cylinder head 12. The model 12 is for example made of a polystyrene-based material. Once the support 10 is loaded with models 12, the support 10 is positioned by an operator on an indexed table 14 visible in FIG. 2. A rotation of the table 14 makes it possible to bring the support 10 to the coating station 16.

[0022] Le poste d'enduction 16 comporte une cuve 20 remplie d'un bain d'enduction 22 contenant un enduit. L'enduit est composé d'un liant réfractaire fin et poreux. L'enduit est par exemple constitué par une poudre à base d'argile en suspension dans une solution aqueuse.The coating station 16 includes a tank 20 filled with a coating bath 22 containing a coating. The coating is composed of a fine and porous refractory binder. The coating consists, for example, of a clay-based powder suspended in an aqueous solution.

[0023] En outre, un robot manipulateur 24 est installé à proximité de la cuve 20. Ce robot 24 est de type six axes, c’est-à-dire que le robot 24 est mobile en translation et en rotation suivant six axes distincts. Le robot 24 comporte un bras portant à son extrémité un système d'accroche 26 permettant d'embarquer plusieurs supports 10 lors de l'enduction, en l'occurrence deux supports 10. A cet effet, le système d'accroche 26 comporte deux séries de pinces 28 destinées à venir enserrer l'âme d'un support 10 correspondant. Dans l'exemple, le robot 24 manipule ainsi quatre modèles perdus de culasse 12. Toutefois, le nombre de modèles 12 portés par un support 10 ainsi que le nombre de supports 10 manipulés par le robot 24 pourront être adaptés en fonction de l’application.In addition, a manipulator robot 24 is installed near the tank 20. This robot 24 is of the six-axis type, that is to say that the robot 24 is movable in translation and in rotation along six distinct axes. . The robot 24 has an arm carrying at its end a hanging system 26 allowing to embed several supports 10 during coating, in this case two supports 10. For this purpose, the hanging system 26 comprises two series clamps 28 intended to grip the core of a corresponding support 10. In the example, the robot 24 thus manipulates four lost models of cylinder head 12. However, the number of models 12 carried by a support 10 as well as the number of supports 10 handled by the robot 24 can be adapted according to the application .

[0024] On décrit ci-après, en référence aux figures 3a à 3d ainsi qu'à la figure 5, les étapes du procédé d'enduction des modèles perdus de culasse 12 suivant l'invention.Described below, with reference to Figures 3a to 3d and Figure 5, the steps of the coating process of the lost models of cylinder head 12 according to the invention.

[0025] Dans une première étape 101, les modèles 12 sont immergés une première fois à l'intérieur du bain d'enduction 22 suivant une première vitesse d'immersion V1, comme cela est représenté sur la figure 3a. Cette première vitesse d'immersion V1 est lente de manière à éviter la casse du polystyrène lors de l'entrée du modèle 12 dans le bain d'enduction 22. En effet, une contre force trop violente provoquée par la poussée d'Archimède pourrait être dommageable pour le polystyrène. En outre, la première vitesse d'immersion V1 doit être suffisamment lente pour permettre à l'enduit de pénétrer notamment à l'intérieur d'orifices internes des modèles perdus de culasse 12 pour recouvrir la totalité des surfaces internes.In a first step 101, the models 12 are immersed for the first time inside the coating bath 22 at a first immersion speed V1, as shown in FIG. 3a. This first immersion speed V1 is slow so as to avoid breakage of the polystyrene when the model 12 enters the coating bath 22. In fact, an overly violent counterforce caused by Archimedes' push could be damaging to polystyrene. In addition, the first immersion speed V1 must be slow enough to allow the coating to penetrate in particular inside the internal orifices of the lost models of cylinder head 12 to cover all of the internal surfaces.

[0026] Comme cela est représenté sur la figure 3b, les modèles 12 sont ensuite retirés du bain d'enduction 22 dans une étape 102.As shown in FIG. 3b, the models 12 are then removed from the coating bath 22 in a step 102.

[0027] Comme cela est représenté sur la figure 3c, dans une étape 103, les modèles 12 sont ensuite immergés une deuxième fois à l'intérieur du bain 22 suivant une deuxième vitesse d'immersion V2 qui est supérieure à la première vitesse d'immersion V1. Cette deuxième immersion permet d'obtenir un rinçage et un laminage optimal de l'enduit sur la surface des modèles 12 de sorte à réguler l'épaisseur du dépôt d'enduit suivant toute la surface des modèles 12.As shown in Figure 3c, in a step 103, the models 12 are then immersed a second time inside the bath 22 according to a second immersion speed V2 which is greater than the first speed of immersion V1. This second immersion makes it possible to obtain an optimal rinsing and rolling of the coating on the surface of the models 12 so as to regulate the thickness of the coating deposit along the entire surface of the models 12.

[0028] Avantageusement, afin d'obtenir l'effet de laminage et de rinçage attendu, un ratio entre la deuxième vitesse d'immersion V2 divisée par la première vitesse d'immersion V1 est compris entre 20 et 30, de préférence égal à 25. Suivant un exemple de mise en oeuvre particulier, la première vitesse d'immersion V1 est de l'ordre de 0,014 m/s, tandis que la deuxième vitesse d'immersion V2 est de l'ordre de 0,35 m/s.Advantageously, in order to obtain the expected rolling and rinsing effect, a ratio between the second immersion speed V2 divided by the first immersion speed V1 is between 20 and 30, preferably equal to 25 According to a particular implementation example, the first immersion speed V1 is of the order of 0.014 m / s, while the second immersion speed V2 is of the order of 0.35 m / s.

[0029] Comme cela est représenté sur la figure 3d, les modèles 12 sont ensuite retirés du bain 22, dans une étape 104.As shown in Figure 3d, the models 12 are then removed from the bath 22, in a step 104.

[0030] Les modèles 12 sont ensuite égouttés dans une étape 105. A cet effet, les modèles 12 portés par le robot 24 sont conservés en suspens au-dessus du bain d'enduction 22. Le robot 24 pourra incliner les supports 10 sous différents angles pour vider les modèles 12 d'un excédent d'enduit.The models 12 are then drained in a step 105. To this end, the models 12 carried by the robot 24 are kept suspended above the coating bath 22. The robot 24 can tilt the supports 10 under different angles to empty models 12 of excess plaster.

[0031] On précise également que les vitesses V1 ' et V2' suivant lesquelles le robot 24 retire les modèles 12 du bain 22, respectivement après la première et la deuxième immersion, pourront être les mêmes que celle de la deuxième vitesse d'immersion V2. En variante, les vitesses V1' et V2' pourront être différentes de la deuxième vitesse d'immersion V2. Dans tous les cas, afin de minimiser le temps de mise en œuvre du procédé, ces vitesses V1' et V2' sont de préférence supérieures à la première vitesse d'immersion V1.It is also specified that the speeds V1 'and V2' according to which the robot 24 removes the models 12 from the bath 22, respectively after the first and the second immersion, may be the same as that of the second immersion speed V2 . As a variant, the speeds V1 'and V2' may be different from the second immersion speed V2. In all cases, in order to minimize the implementation time of the method, these speeds V1 'and V2' are preferably higher than the first immersion speed V1.

[0032] Comme cela est illustré par les figures 4a et 4b, on remarque que sans double immersion, il se forme des gerçures 32 dans des zones étroites 33 comme les canaux de circulation d'eau. En revanche, avec une double immersion réalisée suivant l'invention, les gerçures 32 disparaissent dans les zones étroites 33, ce qui permet d'obtenir par la suite une culasse sans rebuts en fonderie, du fait de l'absence du phénomène de grésage.As illustrated by Figures 4a and 4b, it is noted that without double immersion, cracks 32 are formed in narrow areas 33 like the water circulation channels. On the other hand, with a double immersion carried out according to the invention, the cracks 32 disappear in the narrow zones 33, which makes it possible subsequently to obtain a cylinder head without scrap in foundry, due to the absence of the phenomenon of rigging.

[0033] L'invention n'entraîne pas de surcoût pour sa mise en application, dans la mesure où elle nécessite uniquement l'implémentation d'un programme spécifique dans le robot manipulateur 24.The invention does not entail any additional cost for its implementation, insofar as it only requires the implementation of a specific program in the manipulator robot 24.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé d'enduction d'un modèle (12) pour procédé de moulage à modèle perdu dans un bain d'enduction (22), ledit procédé comportant:1. A method of coating a model (12) for a molding method with a lost model in a coating bath (22), said method comprising: - une première étape (101) d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur dudit bain d'enduction (22) suivant une première vitesse d'immersion (V1), eta first step (101) of immersion of said model (12) inside said coating bath (22) according to a first immersion speed (V1), and - une étape (102) de retrait dudit modèle (12) du bain d'enduction (22), caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre:a step (102) of removing said model (12) from the coating bath (22), characterized in that said method further comprises: - une deuxième étape (103) d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur du bain d'enduction (22) suivant une deuxième vitesse d'immersion (V2),a second step (103) of immersion of said model (12) inside the coating bath (22) according to a second immersion speed (V2), - ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) étant supérieure à ladite première vitesse d'immersion (V1).- Said second immersion speed (V2) being greater than said first immersion speed (V1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ratio entre ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) divisée par ladite première vitesse d'immersion (V1) est compris entre 20 et 30.2. Method according to claim 1, characterized in that a ratio between said second immersion speed (V2) divided by said first immersion speed (V1) is between 20 and 30. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit ratio entre ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) divisée par ladite première vitesse d'immersion (V1) vaut 25.3. Method according to claim 2, characterized in that said ratio between said second immersion speed (V2) divided by said first immersion speed (V1) is 25. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première vitesse d'immersion (V1) est de l'ordre de 0,014 m/s, et ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) est de l'ordre de 0,35 m/s.4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said first immersion speed (V1) is of the order of 0.014 m / s, and said second immersion speed (V2) is around 0.35 m / s. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des vitesses de retrait (Vf, V2j dudit bain d'enduction (22) après ladite première immersion et ladite deuxième immersion sont supérieures à ladite première vitesse d'immersion (V1).5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that withdrawal speeds (Vf, V2j of said coating bath (22) after said first immersion and said second immersion are greater than said first speed of immersion (V1). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit bain d'enduction (22) contient un liant réfractaire.6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said coating bath (22) contains a refractory binder. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit modèle (12) est un modèle réalisé en polystyrène.7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said model (12) is a model made of polystyrene. 1/51/5
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2052799A1 (en) * 2007-10-25 2009-04-29 Peugeot Citroën Automobiles S.A. Method for coating a pattern, device for implementing this method and application to the coating of foundry lost-wax patterns

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