Brevet FR2698296A1 — publié le 19940527

L'invention concerne un procédé de fabrication par moulage en modèle perdu de pièces métalliques devant comporter au moins un creux, à partir de modèles en polymère expansible L'invention vise également le modèle avec insert creux obtenu selon ce procédé, ainsi que la pièce métallique obtenue à l'aide de ce modèle. On sait que le procédé de moulage en modèle perdu consiste à réaliser un modèle en polymère expansible ayant la forme de la pièce métallique à obtenir, à introduire ce modèle dans un bac à sable et à verser du métal liquide qui épouse la forme du modèle pendant que le modèle en polymère se vaporise et disparaît. On connait déjà des procédés de fabrication de pièces métalliques comportant un creux, par moulage en modèle perdu. L'un de ces procédés consiste à fabriquer d'abord des parties de modèle comprenant des évidements, à assembler ou à coller ces parties de modèle de façon à ce que les faces comportant les évidements soient jointes pour former un modèle comportant un creux ayant la forme désirée. Mais, selon ce procédé, on obtient un modèle comportant les bourrelets de colle qui entraînent des irrégularités, sur la surface interne des conduits de la pièce métallique finale obtenue par coulée du métal sur ce modèle Ces irrégularités perturbent les écoulements de fluide à l'intérieur de ces conduits. Par ailleurs, un manque de colle en un ou plusieurs points de ces bourrelets peut entraîner des fuites du métal liquide lors du moulage de la pièce métallique dans le bac à sable. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication de pièces métalliques comportant un creux sans irrégularités de surface, à partir d'un modèle en polymère expansible monobloc comportant un creux. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces métalliques par moulage en modèle perdu à partir d'un modèle en polymère expansible caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un insert creux en polymère dans le moule de fabrication du modèle, à effectuer le moulage du modèle dans ledit moule, à démouler le modèle avec l'insert creux associé à celui-ci et, à effectuer à l'aide du modèle le moulage de ladite pièce métallique qui comportera un creux à la forme du creux de l'insert. Selon une caractéristique de l'invention, l'insert creux en polymère disparaît avec le modèle pendant la coulée de la pièce métallique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le creux de l'insert en polymère est rempli d'un matériau avant d'être introduit dans le moule de fabrication du modèle. Selon une variante de l'invention, le creux de l'insert en polymère est rempli de sable ou relié à un circuit d'eau, pour son remplissage en eau et son refroidissement lors de la fabrication du modèle. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le moule de fabrication du modèle comporte des décrochements pour maintenir l'insert creux en place dans le moule. Selon une dernière caractéristique de l'invention, le matériau de remplissage de l'insert creux en polymère est évacué après démoulage du modèle afin d'obtenir un modèle fini comportant ledit insert creux. Le modèle obtenu par le procédé selon l'invention comporte un insert creux incorporé. La pièce métallique moulée à partir de ce modèle comporte un creux à l'image du creux de l'insert. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un moule servant à la fabrication d'un modèle destiné à être utilisé dans le procédé de moulage en modèle perdu selon l'invention; et la figure 2 est une vue en coupe d'un modèle sorti de son moule de fabrication. Le procédé selon l'invention consiste à réaliser tout d'abord, par extrusion-soufflage ou par une autre technique permettant de mettre en forme les plastiques de faible épaisseur, une forme creuse qui servira d'insert 1. Cet insert creux 1 est déposé dans un moule 2 qui a la forme du modèle M en polymère expansible que l'on souhaite obtenir. Des billes 3 de polymère expansible sont injectées en 6 dans le moule 2, et de la vapeur est envoyée à travers les parois du moule La vapeur circule dans ces billes de polymère expansible 3 et réalise la prise en masse de ces billes. La vapeur est alors stabilisée afin d'obtenir la cuisson homogène du modèle, puis l'ensemble est refroidi. Pour éviter la déformation de l'insert 1, lors de l'opération d'expansion des billes de polymère et lors de l'opération de refroidissement, une première solution consiste à remplir l'insert creux 1 d'un matériau 4 tel que par exemple du sable. Pour maintenir cet insert 1 en place le moule 2, se composant par exemple de deux demi-coquilles 2 a, 2 b, comporte des décrochements 5 pratiqués dans la paroi interne de chaque demi-coquille du moule. Une deuxième solution consiste à relier l'insert creux 1 à un circuit d'eau (non représenté), pour remplir d'eau l'insert et le refroidir durant les opérations de fabrication du modèle. Le modèle M avec son insert incorporé est ensuite démoulé et on évacue le produit de remplissage de l'insert L'insert 1 en polymère fait donc partie du modèle M qui comporte alors un creux. Ce modèle M forme par conséquent un seul bloc qui ne présente donc aucune aspérité au niveau de sa partie en creux visible en 7 sur la figure 2 et délimitée par l'insert creux 1 en polymère. Le modèle M est ensuite placé dans un bac à sable (non représenté) et du métal liquide est coulé sur ce modèle M Le métal prend la forme du modèle M pendant que le modèle M lui-même se vaporise au contact du métal en fusion. L'insert 1 disparait en même temps que le reste du modèle M et la pièce métallique obtenue (non représentée) comporte un creux ayant la forme du creux 7 de l'insert 1 du modèle M. Ce procédé de fabrication de pièces métalliques peut être mis en oeuvre pour la fabrication de toutes pièces comportant des formes en creux diverses, telles que par exemple des circuits d'eau, circuits d'huile, conduits d'admission, conduits d'échappement ou de culasses. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Ainsi, le matériau de remplissage de l'insert creux peut être d'une nature appropriée quelconque. Au contraire l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication de pièces métalliques par moulage en modèle perdu, caractérisé en ce qu'il consiste: à introduire un insert en polymère creux ( 1) dans le moule ( 2) de fabrication du modèle (M), à effectuer le moulage du modèle (M) dans ledit moule ( 2), à démouler le modèle (M) avec l'insert creux ( 1) associé à celui-ci, et à effectuer à l'aide du modèle (M) le moulage de ladite pièce métallique qui comportera un creux ayant la forme du creux dudit insert ( 1). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert ( 1) creux en polymère disparaît avec le modèle (M) pendant la coulée de la pièce métallique. 3 Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le creux de l'insert ( 1) en polymère est rempli d'un matériau ( 4), avant d'être introduit dans le moule ( 2) de fabrication du modèle (M). 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'insert en polymère creux ( 1) est rempli de sable ou relié à un circuit d'eau pour son remplissage en eau et son refroidissement lors de la fabrication du modèle (M). Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moule ( 2) de fabrication du modèle comporte des décrochements ( 5) pour maintenir l'insert creux ( 1) en place dans le moule ( 2). 6 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de remplissage de l'insert creux en polymère est évacué après démoulage du modèle (M) afin d'obtenir un modèle (M) fini comportant ledit insert creux. 7 Modèle pour moulage en modèle perdu avec insert creux incorporé, obtenu par le procédé suivant l'une des revendications 1 à 6. 8 Pièce métallique moulée obtenue à l'aide du modèle suivant la revendication 7.