Brevet FR2310175A1 — publié le 19761203

L'invention concerne des perfectionnements apportés au procédé de fabrication d'un moule sous pression réduite, dans lequel on solidifie ou rigidifie un matériau constitué de particules solides (sable de moulage) exempt de liant, en y réduisant la pression. Le procédé de fabrication deun moule sous pression réduite mentionné ci-dessus, est bien connu. Cependant, dans le procédé classique, on utilisait une pellicule de matière plastique non durcie à la surface de séparation entre un modèle et un matériau constituant le moule, ce qui entrainait des inconvénients, à savoir que ce procédé n'était pas applicable à la coulée d'un article présentant une configuration complexe car la pellicule de matière plastique était cassable ou dégradable, qu'il y avait un risque de déformation lors de la coulée d'un article de dimensions importantes, du fait de la fusion et/ou de la combustion de la pellicule de matière plastique, et que, même après avoir fabriqué le moule, on devait faire fonctionner en continu les systèmes d'établissement du vide associés à l'appareillage de fabrication des moules, jusqu'à la fin de la coulée de l'article, car le matériau constituant le moule ne reste pas rigide Si l'on arrête de faire le vide, L'invention a donc pour but d'éliminer tous les inconvénients du procédé de fabrication d'un moule sous pression réduite de l'art antérieur. Un des buts de l'invention est de fournir un procédé de fabrication d'un moule consistant à disposer un modèle comportant des trous permettant le passage d air sur un châssis de base, équipé de moyens d'établissement du vide, à revêtir la surface du modèle, y compris la surface supérieure de ce châssis de base, d'une fine couche de sable de moulage sur une éoaisseur uniforme, cette couche de sable de moulage contenant un liant dont on provoque le durcissement en faisant passer de l'air à travers celleci pour éliminer le solvant, puis à faire passer de l'air à travers cette couche de sable de moulage par l'intermédiaire des trous permettant le passage d'air dans le modèle, en utilisant les moyens d'établissement du vide du chisssis de base pour élini- ner le solvant du liant présent dans cette couche de sable de soulage et ainsi durcir cette couche de sable de moulage, à disposer un châssis de moulage équipé de moyens d'établissement du vide sur le châssis de base, à remplir l'espace formé par la paroi intérieure de ce châssis de moulage et la surface de cette couche de sable de moulage durcie d'non matériau de soulage constitué de particules solides exemptes de liant1 à recouvrir ultérieurement d'une feuille étanche à l'air la partie de la surface du matériau de moulage la surface supérieure du chassies de moulage, à réduire la pression à l'intérieur du matériau de moulage, en utilisant les moyens d'établisseient du vide du chissis de moulage, tout en arrêtant de faire le vide dans le châssis de base, ce qui provoque l'adsorption ou adhérence de cette couche de sable de moulage durcie sur la surface du maté- riau de moulage, puis à retirer le modèle de l'ensemble pour former une cavité (moule) ayant une fine couche de sable de mou- lage durcie à sa surface intérieuree Ces buts ainsi que d'autres buts de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés, dans lesquels Fig.1 à 3 sont des coupes schématiques montrant les stades successifs du procédé de fabrication d'un moule de l'art antérieur, et Fig. 4 à 6 sont des coupes schématiques montrant les stades successifs du procédé de fabrication d'un moule conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention. Avant de décrire en détail la présente invention, on décrira le procédé de fabrication d'un moule de l'art antérieur en se référant aux fig.1 à 3 des dessins annexés. la fabrication d'un moule conformément au procédé de fabrication d'un moule sous pression réduite s'efiectue nornalenent selon la suite dopérations représentées dans les fig.1 à 3. Dans la fig.1, la référence on désigne un modèle ayant la forme d'un article à couler, ce modèle 01 étant monté, de manière fixe, sur un châssis de base 03 équipé d'une chambre à vide 03a et d'une canalisation à vide 04, et comportant un grand nombre de trous 02 reliant sa surface à la chambre à vide 03a. après avoir recouvert la surface totale du modèle ( > 1 d'une feuille étanche à l'air 05 constituée d'acétate de vinyle ou analogue (dans ce cas, on chauffe la feuille 05 étanche à l'air par un système de chauffage adéquat 06 pour la ramollir et ainsi l'amener à un état facilement expansabible et contractile), on réduit la pression à l'intérieur de la chambre à vide 03a par l'intermédiaire de la canalisation à vide 04, ce qui conduit à l'adsorption ou adhérence de la feuille étanche à l'air 05 sur la surface du modèle 01, puis on dispose et on fixe le chissis de moulage 08 de la manière re indiquée en fig.2.Une canalisation à vide 013 se trouve à la surface de la paroi extérieure de ce châssis de moulage 08, et on monte sur celui-ci une autre chambre à vide 011 comportant un grand nombre de trous permettant le passage d'air 09 qui communiquent avec l'intérieur di châssis de moulage 08. 4rès avoir disposé et fixé le ch & sis de moulage 08 de la lanière décrite ci-dessus, on remplit l'intérieur da chissis de moulage 08 de particules solides exoiptes de liant telles que par exemple, du sable, de la poudre de fer, etc., puis on recouvre d'une feuille étanche à l'air 012 la surface des particules solides de remplissage 07 ainsi que la surface du bord supérieur du châssis de moulage 08 pour fermer de manière étanche le châs- sis de moulage 08 puis on abaisse la pression à l'intérieur de la chambre à vide 011 par l'intermédiaire de la canalisation à vide 013.On abaisse alors la pression à l'intérieur des particules solides de remplissage 07 par l'intermédiaire des trous permettant le passage d'air 09, de sorte que les feuilles étan- ches à l'air 05 et 012 sont aspirées, ce qui conduit à la forma- tion d'un moule femelle ayant la mOie forme que le modèle 01 à la surface intérieure des particules solides de remplissage 07. On ramène ensuite la pression dans la chambre à vide 03a à la pression atmosphérique. On sépare alors la feuille étanche à l'air 05 de la surface du modèle 01 pour la faire adhérer à la surface des particules solides de remplissage 07. On peut obte nir ultérieurement, en séparant le modèle 01 du chassis de mou- lage 08 de la manière indiquée dans la fig.3, rme cavité (moule) 014 portant à sa surface la feuille étanche à l'air/appliquée. Par conséquent, si l'on retourne le chipais de moulage 08, et si l'on verse un métal fondu dans la cavité et qu'on le solidifie, on obtient alors le moulage souhaité. Dams les figures 2 et 3, la référence 010 désigne un crible fixé à la surface de la paroi intérieure dl châssis de moulage 08 pour éviter que les parties les solides 07 contenues dans le chissis de moulage 08, entrent dans la calibre à vide 011 par les trous permettant le passage d'air 09. le procédé de fabrication d'un moule sous pression réduite décrit ci-dessus, présente les inconvénients suivants (1) Puisqu'on tend et qu'on fait adhérer sur la surface dl modèle une pellicule de matière plastique constituée de polyéthylène, d'acétate de vinyle, etc., et que l'^hn4ement ou le taux de déformation plastique de cette pellicule de matière plastique est limité, la pellicule peut souvent se casser dans le cas oU on applique le procédé à la coulée d'une forme complexe présentant des protubérances et des dépressions importantes.Par conséquent, le procédé de fabrication classique d'un moule sous pression réduite n'est applicable qu'à la production d'articles coulés de formes pratiquement plates, (2) Puisque le point de fusion d'une pellicule de matière plastique peut descendre jusqu'à environ 900C, il existe un risque de déformation du ioule due à la fusion et/ou à la combustion de la pellicule dans le cas où on coule un article de dimensions importantes. (3) Puisqu'il se produirait une déformation du moule si l'on arrêtait d' faire le vide après avoir séparé le ioule, on doit continuer de faire le vide même après avoir séparé le ioule, jusqu'à la fin de la coulée. Par conséquent on doit maintenir branché au moule, un tuyau à vide même pendant le déplacement du moule0 On décrira à présent un mode de réalisation préféré de l'invention en référence sur fig.4 à 6 des dessins annexés. Dans ces figures, la réf érence 1 désigne un modèle compor- tant des trous permettant le passage d'air. après avoir disposé le modèle 1 dans une position prédéterminée sur un chas ais de base 3 comportant des trous 2 permettant le passage d'air, une chambre à vide 3a et une canalisation à vide 4, on forme une fine couche de sable de moulage 5 avec une épaisseur uniforme à la surface du modèle 1 y compris la surface supérieure du châssis de base 3. Cette fine couche de sable de moulage 5 est une couche constituée d'un sable de moulage contenant un liant qui est durcie lorsqu'on élimine un solvant présent en faisant passer de l'air à travers celle-ci.Au sable de moulage formant cette couche 5, on mélange une quantité adéquate de liant, qui fournit une résistance suffisante pour éliminer le ioule lorsqu'on fait passer de l'air à travers le mélange. Celui-cl' sera parfaitement durci après avoir fait passer de l'air ou l'avoir chauffé pendant une période de temps supplémentaire, ce qui permet d'obtenir une résistance importante. Cone liant, on peut utiliser un mélange formé en mélangeant du silicate d' éthyle à une résine thermoplastique mélangeable au silicate d'éthyle, telle qu'un copolymère d'une résine de nylon ou d'une résine d'acétate de vinyle. titre d'exemple, la proportion de liant, contenant principalement du silicate d'éthyle et de l'acétate de vinyle, et celle du sable de moulage sont les suivantes Sable de silice N06 100 parties liant 4 parties Silicate d'éthyle 40% Alcool éthylique 8,5% Acide chlorhydrique à 5% 8% Acétate de vinyle à 50% 40% Résine phénolique 3% Agent stabilisant la surface 0,5% On revêt la surface du modèle 1, y compris la surface supérieure du châssis de base 3, du sable de moulage contenant le liant dans la proportion mentionnée ci-dessus, sur une épaisseur d'environ 20 mm, tout en faisant le vide par l'intermédiaire de la canalisation à vide 4, de la chambre à vide 3a, des trous 2 permettant le passage d'air et des trous permettant le passage d'air du modèle 1, ce qui conduit à la formation de la couche de sable de moulage. On élimine ensuite l'alcool (solvant) contenu dans le liant de ce sable de moulage par établissement du vide (passage d'air), de sorte que la couche de sable de moulage 5 est durcie. On dispose ensuite, sur le châssis de base 3, comme l'indique la fig.5, un châssis de moulage 8 ayant une structure semblable à celle du châssis de moulage 08 utilisé dans le procédé classique mentionné ci-dessus, à savoir, un châssis de moulage comportant une chambre à vide Il, des trous 9 permettant le passage d'air, un crible 10 et une canalisation à vide 13o On remplit ensuite l'espace formé par une paroi intérieure du châssis de moulage 8 et la couche de sable de moulage 5, d'un matériau de moulage constitué de sable de moulage 7 exempt de liant, et on recouvre la surface du matériau de moulage, y compris la surface du bord supérieur du châssis de moulage 8, dZune feuille étanche à l'air 12.Après avoir arrêté de faire le vide par l'intermédiaire de la canalisation à vide 4, on abaisse la pression à l'intérieur du matériau de moulage en établissant le vide par l'intermédiaire de la canalisation à vide 13 du châssis de moulage 8. Le sable de moulage 7 formant le matériau de moulage se rigidifie alors et, simultanément, la couche de sable de moulage durcie 5 est durcie plus complètement par l'établissement du vide et adhère à la surface du matériau de moulage lorsqu'on la sépare de la surface du modèle 1. On retire alors le modèle 1 qui est lié au châssis de base 3 du moule après avoir arrêté de faire le vide par l'intermédiaire de la canalisation à vide 130 On peut ensuite former une cavité (moule) 14 ayant une couche de sable de moulage durcie 5 de la manière indiquée fiv.6. On peut de plus, si on le désire, chauffer la surface intérieure de la cavité 14 d'une manière adéquate pour durcir plus complètement la couche de sable de moulage 5 et y appliquer une peinture pour moule. Lorsqu'on effectue une coulée avec le moule (cavité) fabriqué de la manière décrite ci-dessus, il suffit de retourner le châssis de moulage et de verser du métal fondu dans la cavité 14. Dans ce cas, on établit le vide à l'intérieur du matériau de moulage par l'intermédiaire de la canalisation à vide 13, alors on évacue le gaz produit par le métal fondu et le matériau de moulage vers l'extérieur par l'intermédiaire de la canalisation à vide 13, ce qui présente l'avantage de produire une coulée de bonne qualité, La présente invention présente les avantages pratiques suivants (1) Puisqu'on forme une fine couche de sable de moulage durcie 5 directement en contact avec la surface d'un modèle 1 pour permettre la fabrication d'un moule sous pression réduite, le présent procédé est facilement applicable à la coulée d'une pièce ayant une forme complexe et/ou des dimensions importantes, et, par conséquent, le domaine d'application du procédé de fabrication des moules sous pression réduite peut être élargi de façon importante. (2) Puisqu'on élimine un solvant du liant contenu dans la couche de sable de moulage 5 par établissement du vide (passage d'air) par l'intermédiaire de la canalisation à vide 4 du châssis de base 3, il est possible de réaliser le moule sans évacuer le solvant dans l'atmosphère en reliant la sortie d'une pompe à vide couplée à la canalisation à vide 4 à tout récipient adéquat. (3) Puisque la paroi intérieure de la cavité formée (moule) 14 est recouverte dune couche de sable de moulage durcie 5 ayant une résistance importante, il n'est pas nécessaire de poursuivre l'établissement du vide dans le châssis de moulage 8 par l'in termédiaire de la canalisation dtévacuation 13, pour maintenir la forme du moule. Par conséquent, la conservation d'un moule pendant un temps prolongé et le déplacement d'un ioule peuvent s'effectuer facilement, de sorte que son utilisation est aeélio- rée. Etant donné que de nombreuses modifications peuvent être apportées dans le procédé et la construction ci-dessus et que de nombreuses formes de réalisation différentes peuvent être faites sans sortir pour cela du cadre de l'invention, il va de soi que la description ci-dessus ou les dessins qui l'accompagnent ne doivent être interprétés qu'à titre illustratif et non liii- statif0 BEVENDICklION Procédé de fabrication d'un moule caractérisé en ce que il consiste à disposer un modèle comportant des trous permettant le passage d'air sur un chi sis de base équipé de moyens dtétablissement du vide, à revêtir la surface du modèle, y compris la surface supérieure de châssis de base, d'une fine couche de sable de moulage avec une épaisseur uniforme, ladite couche de sable de moulage contenant un liant dont le durcissement est produit par le passage d'air à travers celle-ci pour éliminer le solvant, puis à faire passer de l'air à travers ladite couche de sable de moulage par l'intermédiaire des trous permettent le passage d'air du modèle, en utilisant les moyens d'établissement de vide du châssis de base pour éliminer le solvant du liant contenu dans ladite couche de sable de moulage et ainsi durcit ladite couche de sable de moulage, à disposer un chassis de mou- lage équipé de moyens d'établissement du vide sur le chassies de base, à remplir l'espace formé par la paroi intérieure dudit châssis de moulage et la surface de ladite couche de sable de moulage durcie d'un matériau constituant le moule composé de particules solides exemptes de liant, à recouvrir ultérieurement la partie de la surface du matériau de moulage constituée par la surface supérieure du châssis de moulage d'une feuille étanche à l'air, à abaisser la pression à l'intérieur du matériau de moulage en utilisant les moyens d'établissement du vide du châssis de moulage tout en arrêtant de faire le vide dans le chassis de base, ce qui provoque l'adhérence de ladite couche de sable de moulage durcie sur la surface du matériau de moulage, punis à retirer le modèle de l'assemblage pour former une cavité (moule) ayant une fine couche de sable de moulage durcie à sa surface intérieure.