Brevet FR2977175A1 — publié le 20130104

MOULE POUR COMPRESSION ISOSTATIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION DE NOYAU DE FONDERIE, A PARTIR DE TEL MOULE. L'invention se rattache au secteur technique de la mise en forme des poudres, et celui de la compaction isostatique et plus particulièrement des moules utilisés dans la mise en oeuvre de procédé de compression isostatique. A ce jour le procédé de compression isostatique est un procédé connu qui s'effectue dans des presses qui comportent une enceinte obtenue à partir de cylindres usinés dans un acier forgé. Ces enceintes sont fermées par un bouchon fileté ou par un cadre appelé "maille". Une fois l'enceinte fermée, une pompe injecte un liquide jusqu'à atteindre la pression isostatique souhaitée. Les moules utilisés sont monoblocs, dénommés "chaussettes" ou "vessies" et comportent deux éléments, un bouchon et un conteneur. On peut réaliser par ce procédé des pièces avec des contre-dépouilles importantes mais cela requiert la destruction des moules pour retirer la pièce. Cela limite donc d'une manière substantielle l'utilisation de ce procédé car à chaque fois, un nouveau moule est nécessaire à réaliser. La démarche du Demandeur a donc été d'examiner la conception d'un moule différent permettant d'une part sa réutilisation et permettant également de traiter des pièces ayant des contre-dépouilles très importantes avec une plus grande diversité de formes à obtenir. Ainsi le Demandeur a travaillé non seulement sur la conception du moule en lui-même, mais aussi sur le matériau constitutif de la pièce à obtenir pouvant être un noyau de fonderie avec le moule selon l'invention, selon les utilisations ultérieures envisagées. Selon une première caractéristique de l'invention, le moule permettant un traitement par compression isostatique est remarquable en ce qu'il est réalisé en au moins deux parties qui sont susceptibles d'être assemblées pour correspondre aux formes du produit ou noyau à obtenir, et incluant un bouchon permettant d'assurer une fermeture étanche du col après remplissage dans le moule ainsi constitué du matériau en forme de poudre constitutif de la pièce à obtenir notamment un noyau de fonderie, et en ce que les dites parties constitutives du moule et du bouchon sont réalisées en un matériau élastomère, notamment en polyuréthane ayant une mémoire de forme. Selon une autre caractéristique de l'invention, la fabrication d'une pièce ou noyau de fonderie en un matériau à base de poudre est remarquable en ce que l'on procède aux opérations suivantes : - Réalisation d'un moule en deux ou plusieurs parties réalisé en polyuréthane et assemblage du moule, - Introduction du matériau constitutif d'un noyau de fonderie à base de poudre pour remplir l'ensemble des espaces formés dans le moule, - Fermeture du moule à l'aide d'un bouchon réalisé en polyuréthane, - Introduction du moule rempli dans la presse à compression isostatique,25 - Opération de compression isostatique entraînant une déformation volumétrique du moule par une réduction de son volume et simultanément un compactage de la poudre pour constituer la pièce ou noyau, - Après compactage de la pièce, intervention et suppression de la pression isostatique pour supprimer la fonction `compression isostatique' entraînant la remise en forme initiale du moule grâce à sa mémoire de forme et dégagement du moule par rapport à la pièce ou noyau réalisé, - Démontage du moule et enlèvement de la pièce ou noyau réalisé. Ces caractéristiques et d'autre encore ressortiront bien de la suite de la description. 20 Pour fixer l'objet de l'invention illustré d'une manière non limitative aux figures des dessins, où : La figure 1 est une vue avant assemblage du moule et de ses parties constitutives, La figure 2 est une vue du moule assemblé avant positionnement de son bouchon, 25 La figure 3 est une vue à titre d'exemple non limitatif d'une pièce ou noyau compacté par pression isostatique après démoulage. Les figures 4 à 7 sont des vues à caractère schématique illustrant successivement l'introduction du moule dans la presse isostatique, l'exercice de la pression isostatique avec déformation du moule, la suppression de la pression isostatique avec retour en forme initiale du moule de par sa mémoire de forme, et enlèvement du noyau. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. Le moule, selon l'invention, est référencé dans son ensemble par (1). Il comprend deux parties (la) et (lb) qui ont des formes complémentaires pour être assemblées à étanchéité. Ces parties sont profilées intérieurement pour correspondre aux formes de la pièce (2) à compacter notamment un noyau de fonderie. Elles présentent un col (1c) en demi-partie qui lorsque les deux parties sont assemblées forment une goulotte d'introduction du matériau à compacter. Ce matériau est, selon l'invention, introduit en forme de poudre et par exemple notamment en sel. Lorsque le matériau remplit l'ensemble du volume intérieur formé et délimité par l'assemblage des deux parties (la) et (lb) est disposé ensuite un bouchon (3) qui assure la fermeture étanche du dit moule ainsi obtenu. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le moule dans ses deux parties (la) (lb) et le bouchon (3) sont réalisés en un matériau élastomère, notamment polyuréthane, ayant une certaine souplesse de forme pour pouvoir être déformé, ayant ainsi une mémoire de forme, tout en assurant au moule obtenu une certaine rigidité. Le moule ainsi réalisé est mis en oeuvre dans un procédé de compression isostatique en vue de la transformation du matériau en poudre contenu en une pièce ou noyau compacté rigide et monobloc. Le procédé de mise en oeuvre est alors le suivant : - Réalisation d'un moule en deux ou plusieurs parties réalisé en polyuréthane et assemblage du moule, - Introduction du matériau constitutif d'un noyau de fonderie à base de poudre pour remplir l'ensemble des espaces formés dans le moule, - Fermeture du moule à l'aide d'un bouchon réalisé en polyuréthane, - Introduction du moule rempli dans la presse à compression isostatique P, (figure 4) - Opération de compression isostatique entraînant une déformation 20 volumétrique du moule par une réduction de son volume et simultanément un compactage de la poudre pour constituer la pièce ou noyau, (figure 5) - Après compactage de la pièce, intervention et suppression de la 25 pression isostatique pour supprimer la fonction `compression isostatique' entraînant la remise en forme initiale du moule grâce à sa mémoire de forme et dégagement du moule par rapport à la pièce ou noyau réalisé, (figure 6) 10 15 - Démontage du moule et enlèvement de la pièce ou noyau réalisé (figure 7) Ainsi, selon l'invention, on combine la configuration d'un moule en plusieurs parties réalisées dans un matériau élastomère, notamment polyuréthane, ayant une capacité de déformation, avec le choix d'un matériau en forme de poudre susceptible de constituer la pièce à obtenir, et en introduisant cet ensemble dans la presse à compression isostatique pour assurer la fabrication de la pièce à obtenir ou noyau. La constitution du moule en matériau élastomère ayant une capacité de mémoire de forme et de déformation en reprenant sa forme initiale permet de démouler la pièce ou noyau et le retrait de la pièce ou noyau obtenu sans casse et sans devoir détruire, découper ou déchirer le moule. La solution selon l'invention permet de réutiliser le moule puisque celui-ci reprend sa forme initiale lorsque la pression isostatique a été supprimée. Ce procédé, et le moule en particulier, permettent l'obtention de pièces ou noyaux ayant des formes complexes et des contre-dépouilles très importantes. Les parties (la) (lb) constitutives du moule peuvent avoir des épaisseurs plus ou moins importantes de l'ordre par exemple de 3 à 20 mm en formant une peau déformable autour de la pièce à compacter. La liaison des parties (la) (lb) du moule s'effectue de toute manière appropriée par assemblage mâle-femelle par exemple pour pouvoir être démonté facilement en vue d'extraire la pièce ou noyau compacté obtenu. On peut envisager aussi que les dites parties (la) (lb) présentent une lèvre au plan de joints permettant leur assemblage avec un tenon placé sur cette lèvre et disposé sur tout le périmètre des parties (la) (lb) jusqu'au bouchon pour assurer une étanchéité totale. Les avantages ressortent bien de l'invention et en particulier on souligne la non destruction du moule et sa réutilisation. Il y a donc une économie de matière substantielle. L'invention permet en outre la réalisation d'un moule pour compacter des pièces ayant une grande variété de formes et pouvant comporter des contre-dépouilles. REVENDICATIONS- 1- Moule permettant un traitement par compression isostatique, caractérisé en ce qu'il est réalisé en au moins deux parties (la) (lb) qui sont susceptibles d'être assemblées pour correspondre aux formes du produit ou noyau à obtenir, et incluant un bouchon (3) permettant d'assurer une fermeture étanche du col (1c) après remplissage dans le moule ainsi constitué du matériau en forme de poudre constitutif de la pièce notamment un noyau de fonderie, et en ce que les dites parties constitutives du moule et du bouchon sont réalisées en un matériau élastomère notamment polyuréthane ayant une mémoire de forme. - 2- Fabrication d'une pièce ou noyau de fonderie en un matériau à base de poudre, caractérisé en ce que l'on procède aux opérations suivantes : - Réalisation d'un moule en deux ou plusieurs parties réalisé en polyuréthane et assemblage du moule, - Introduction du matériau constitutif d'un noyau de fonderie à base de 20 poudre pour remplir l'ensemble des espaces formés dans le moule, - Fermeture du moule à l'aide d'un bouchon réalisé en polyuréthane, - Introduction du moule rempli dans la presse à compression 25 isostatique P, - Opération de compression isostatique entraînant une déformation volumétrique du moule par une réduction de son volume et15simultanément un compactage de la poudre pour constituer la pièce notamment un noyau de fonderie, - Après compactage de la pièce, intervention et suppression de la pression isostatique pour supprimer la fonction `compression isostatique' entraînant la remise en forme initiale du moule grâce à sa mémoire de forme et dégagement du moule par rapport à la pièce ou noyau réalisé, - Démontage du moule et enlèvement de la pièce ou noyau réalisé.