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SIMON Jérémie DESCONCLOIS Stéphane SIMON Jérémie DESCONCLOIS Stéphane procédé breveté N°9411047.

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2 SIMON Jérémie DESCONCLOIS Stéphane SIMON Jérémie DESCONCLOIS Stéphane procédé breveté N°

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4 INTRODUCTION Lutilisation massive de sable à prise chimique pose des problèmes aux fondeurs, contraints de respecter une législation de plus en plus contraignante sur les rejets des sables usagés. Plusieurs solutions se présentent alors aux fondeurs: une centrale de régénération du sable à prise chimique le passage au V Process le passage à l' écomoulage Lécomoulage présente les intérêts suivants: un coût plus faible que la régénération et le V Process une adaptation facile du personnel Le principe de lécomoulage consiste à remplacer une partie du sable à prise chimique par du sable sans liant. La partie du moule directement en contact avec l alliage sera réalisé en sable à prise chimique, la partie supérieure sera réalisé quant à elle dans un sable sans liant.

5 Sommaire Présentation du procédé et mise en œuvre Etape 1: préparation des 2 plaques modèles Etape 2: élaboration de la carapace en SPC Etape 3: thermoformage du film plastique Etape 4: pose du châssis Etape 5: remplissage par du sable sans liant Etape 6: vibration du moule Etape 7:pose du film plastique Etape 8: faire le deuxième moule Etape 9: assembler les 2 demi moules Etape 10: coulée et décochage Bilan

6 Etape 1: Préparation des 2 plaques modèles modèle Plaque On prépare les 2 plaques modèles comme pour le V Process. La plaque dispose de trous avec des filtres pour le thermoformage du film plastique sur la future carapace. On passe ensuite sur le modèle un agent de démoulage.

7 Etape 2: Elaboration de la carapace en SPCSPC Masselottes et coulées carapace cadre On prépare de manière traditionnelle son sable à prise chimique (SPC).SPC On moule les éventuelles masselottes et coulées en SPC et on les dispose sur la plaque modèle. SPC On réalise autour du modèle une carapace de quelques centimètres dépaisseur. On pourra saider dun cadre en bois pour minimiser la quantité de SPC. Lors de la réalisation de cette carapace, on fera attention à faire apparaître des contre-dépouilles (elles nous serviront à garantir la solidarité entre SPC et le sable sans liant qui sera mis ultérieurement). Masselottes Données techniques

8 Etape 3: Thermoformage du film plastique Panneau radiant Film plastique Carapace Modèle Le thermoformage d un film plastique sur la carapace permet la séparation du sable sans liant et de la carapace. Le thermoformage seffectue à laide dun panneau radiant. Une fois chaud, on pose le film sur la carapace (1) il prendra forme (2) grâce à la dépression crée par la pompedépression à vide par le biais du caisson placé dessous.. dépression2. 1. Caisson

9 Etape 4: Pose du châssis On dispose sur la plaque modèle un châssis équipé dun système daspiration. Celui-ci présente 1 ou 2 grands tubes reliés à la pompe à vide. Ils serviront à instaurer la dépression dans le sable sans liant. On prend soin de positionner le châssis sur la table vibrante à laide de goujons.

10 Etape 5: Remplissage par du sable sans liant On remplit la partie supérieure avec du sable sans liant de même granulométriegranulométrie que le sable à prise chimique.

11 Etape 6: Vibrations du moule Pour assurer un bon compactage du sable, on va procéder à un cycle de vibrations du moule. Le demi moule est fixé à la table. Celle-ci va vibrer pendant une trentaine de secondes.

12 Etape 7: Pose du film plastique On dépose un film plastique de qualité standard sur le dessus du demi-moule. On place ensuite le tout sous dépression. Le film plastique utilisé au dessus est dans la plupart des cas d une qualité moindre

13 Etape 8: Faire le deuxième demi-moule On réalise de même le deuxième demi-moule. On place donc un système de coulée et lon découpe le film plastique avec un fer à souder. On découpe autour des éventuelles masselottes de la même manière.

14 Etape 9: Assembler les 2 demi moules Une fois les 2 demi-moules réalisés, on les réunit en les plaçant lun au dessus de lautre.

15 Etape 10: Coulée et décochage La coulée peut seffectuer soit avec dépression soit sans dépression. Avec dépression, les 2 demi-moules seront maintenus par des crampes. Sans dépression, on placera des poids de charge sur le moule pour éviter tout soulèvement. Pour le décochage on amène les châssis encore sous dépression au dessus d une grille de décochage. Une fois au dessus de celle-ci, on coupe la dépression dans le sable : le sable, la carapace et la pièce tombent sur la grille. Il n y a plus qu à récupérer la pièce et le sable de la carapace.

16 Bilan AVANTAGES ë Utiliser le sable de moulage de la fonderie: sable siliceux AFA 60 ë Réduction de 50 à 90 % du volume de SPC par rapport au moulage tout SPC ë Simplification du décochage ë Réduction du temps de refroidissement de la pièce ë Récupération de 80 à 95 % du sable sans régénération thermique ë Tous les avantages du SPC: pas d érosion, pas de gale, facilité de la technique… ë Coûts de mise en place dun chantier écomoulage faible INCONVENIENT ë Difficulté inhérente à un changement de procédé de travail Données techniques

17 Dépression Afin d assurer la cohésion du sable sans liant déposé sur la carapace et de lier celui-ci à la carapace elle-même, on le place sous dépression. Cette dépression est faible, comparée à celle nécessaire pour le V-process : une dépression de 0.2 bar est suffisante alors que pour le V-process celle-ci est bien plus importante. La qualité de la pompe à vide utilisée ne sera donc pas nécessairement aussi bonne que celle des pompes à V-process.

18 Masselotte Cet artifice de fondeur vise à déplacer le défaut de retassure hors de la pièce. En calculant les points de la pièce où le métal est le plus chaud, on détermine lemplacement des masselottes. Ainsi, le retrait qui aurait du se trouver dans la pièce se situe dans la masselotte donc à lextérieur de cette dernière.

19 SPC Les sables de fonderie présentent 2 composants essentiels: Un produit pulvérulent qui constitue lessentiel du volume et qui se présente sous la forme dun granulé (SiO2 en général) Un liant qui a pour but de relier entre eux les grains de pulvérulents de façon à donner au sable de fonderie ses propriétés de cohésion et de mise en forme. Le support pulvérulent doit présenter les qualités suivantes: réfractairité perméabilité absence d impuretés nocives

20 Film plastique On distingue 2 types de film plastique lors de lécomoulage: le film en contact avec la carapace qui sera recouvert de sable sans liant le film au dessus du moule le film en contact avec la carapace sera thermoformé (cest à dire échauffé pour être étiré et parfaitement en contact avec la carapace). Ce film devra donc posséder de bonnes caractéristiques mécaniques (résistance à létirement, …). On utilise majoritairement des films en EVA dune épaisseur de quelques microns, capables de sétirer de 5 fois leur longueur. Cependant il est nécessaire de vérifier que la carapace ne présente pas de zones pointues qui déchireraient le film. Lors du thermoformage le film de couverture présente quant à lui des capacités moindres. En effet, il ne sera pas étiré mais simplement posé sur le moule. Il peut donc sagir d une qualité quasi quelconque contrairement au film précédent (pour des raisons économiques).

21 Granulométrie L analyse granulométrique dun sable exprime, en %, la répartition des grains, selon des classes conventionnelles de dimensions; Une dimension uniforme assure une bonne fluidité du sable préparé, un bon remplissage des moules, mais peut conduire à des défauts pendant et après la coulée. Il est profitable de prendre 2 sables (SPC et sable sans liant) de même granulométrie. Ainsi après décochage, il ne sera pas nécessaire de tamiser le sable pour séparer les 2 sables dans le but dune utilisation future. La granulométrie dun sable sévalue en AFA. Un ordre de grandeur pour lécomoulage est un sable de granulométrie 60 à 100. Plus la granulométrie est fine (100), plus on améliore létat de surface mais on augmente la quantité de liant utilisée. Cependant ce problème revêt peu d importance en écomoulage vu la faible masse de SPC.

22 Données techniques Le graphique montre clairement une diminution de la masse de SPC utilisé avec la technique de l écomoulage par rapport à un moule purement en SPC. Pour minimiser le SPC en écomoulage, on peut diminuer lépaisseur de la carapace.

23 Données techniques Pour mesurer la performance du procédé (et notamment des pièces élaborées), on étudie les états de surface des pièces. Une des données importantes de létat de surface est le Ra. On constate que létat de surface de la pièce (et notamment le Ra) saméliore avec une diminution de la taille des grains de sable. A titre de comparaison, létat de surface est sensiblement celui dune pièce moulée en SPC et reste éloigné de celui du V-Process.


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