Brevet FR3042599A1 — publié le 20170421

EPROUVETTE D'ESSAI DE BARBOTINES ET PROCEDE DE FABRICATION DESCRIPTION Le sujet de l'invention présente est une éprouvette d'essai de barbotines, ainsi qu'un procédé de fabrication de cette éprouvette. Dans certains procédés de moulage à la cire perdue, après avoir créé un modèle en cire de l'objet à mouler, on forme une carapace de céramique autour du modèle avant de fondre la cire pour dégager une cavité dans la carapace, dans laquelle le produit de moulage est injecté. Le modèle est plongé de façon répétée dans des barbotines de la céramique, de manière à former peu à peu la carapace. Il importe toutefois de s'assurer des caractéristiques des barbotines, notamment rhéologiques, pour prévoir leur comportement à l'écoulement et maîtriser la formation de la carapace. Certains de ces paramètres sont relatifs au pouvoir couvrant des barbotines concernées. La demanderesse a ainsi conçu des essais permettant de mesurer ce pouvoir couvrant. Ils consistent à plonger une éprouvette de forme adaptée dans les barbotines, avant de les retirer et de les laisser s'égoutter. La masse de barbotine demeurant alors sur l'éprouvette peut être corrélée à son pouvoir couvrant. Il importe toutefois que l'éprouvette autorise un égouttage aussi parfait que possible, sans tolérer de rétention due à un relief, ou à un autre défaut de structure ou de fabrication. On cherche donc à éviter les hétérogénéités des surfaces de l'éprouvette génératrices de rétentions locales d'écoulements de la barbotine sur l'éprouvette, de manière que la barbotine couvre l'éprouvette de manière uniforme. Sous une forme générale, l'invention concerne une éprouvette dotée de ces avantages et comprenant un corps principal à plonger dans les barbotines, un appendice supérieur de préhension relié à un point supérieur du corps principal, le corps principal étant délimité par des surfaces non horizontales (à l'orientation de service de l'éprouvette) et convergeant vers un point inférieur d'égouttage. Les surfaces non horizontales sont des surfaces inclinées voire verticales ou en surplomb quand l'éprouvette est en service et l'appendice de préhension est au- 3042599 2 dessus du corps principal ; elles n'offrent pas de possibilités de stagner à la barbotine en surplus. L'égouttage se produit au point inférieur du corps principal. Avantageusement, ce point inférieur du corps principal est prolongé vers le bas par une tige d'égouttage. L'appendice de préhension, qui n'est pas plongé dans la barbotine, est 5 avantageusement relié à un point supérieur du corps principal par une tige de liaison. Le corps principal est avantageusement une plaque, qui peut notamment être en forme de losange. Le point inférieur et le point supérieur peuvent alors correspondre à un sommet inférieur et un sommet supérieur du losange. Il est important de s'assurer que les transitions de forme entre les 10 différentes parties de l'éprouvette, par exemple aux jonctions du corps principal à l'appendice de préhension, et à la tige d'égouttage quand elle existe, soient régulières, ici encore de manière à éviter les rétentions de barbotines en surplus. Une fabrication monobloc peut satisfaire à cette exigence, ou certains soudages particuliers, comme on l'explicitera. 15 Les surfaces du corps principal de l'éprouvette ont avantageusement des caractéristiques voisines de celles des modèles en cire que la barbotine doit ensuite couvrir. Dans une réalisation préférée de l'invention, on préconise donc que ces surfaces aient une rugosité arithmétique moyenne de paramètre Ra compris entre 1,0 et 1,6 iim, de 1,3 iim par exemple. 20 Un autre aspect de l'invention est alors un procédé de fabrication d'une éprouvette comme ci-dessus, où les surfaces du corps principal (ou du moins les surfaces principales dans le cas d'une plaque) sont formées par usinage par électro-érosion à fil, de manière à respecter une telle rugosité et à la rendre régulière. L'invention sera maintenant décrite dans ses différents aspects, 25 caractéristiques et avantages au moyen de la figure, qui illustre une réalisation possible de l'éprouvette non exclusive d'autres. L'éprouvette comprend une plaque principale 1 en forme de losange, ici précisément en carré, disposée de manière que ses côtés sont placés obliquement, un des coins étant un coin supérieur, un autre des coins étant un coin inférieur. Dans toute cette description, les adjectifs tels que « supérieur » et « inférieur », « vertical », « horizontal », 3042599 3 « incliné », etc. font référence à l'orientation de l'éprouvette pendant son service. Une tige d'égouttage 2 verticale est reliée au coin inférieur par une soudure 3 et une tige supérieure 4 est reliée au coin supérieur par une soudure 5 ; un anneau d'accrochage 6 et une barrette de préhension 7 transversale, approximativement horizontale, complètent un appendice 5 de préhension 8 avec la tige supérieure 4, et d'autres soudures, globalement référencées par 9, relient ces trois constituants entre eux en formant une jonction commune, et à une plaque de repérage 10 qui permet d'identifier chaque éprouvette. La plaque principale 1 est plane et comprend donc deux surfaces principales 11, dont l'une est visible sur la figure 1 et l'autre, de forme semblable, est 10 opposée. Les surfaces principales 11 ont une rugosité moyenne arithmétique de paramètre Ra = 1,3 um, qui est obtenue par une électro-érosion par découpe au fil d'un bloc de plus grandes dimensions pour former la plaque principale 1. Le matériau coupé et formant la plaque principale 1 est avantageusement un acier inoxydable et notamment de nuance Z8CND1704. Les tiges 2 et 4 sont avantageusement aussi en ce matériau. Les soudures 3 et 15 5 au moins sont avantageusement faites par un soudage à l'acétylène comprenant un fil d'acier inoxydable comme métal d'apport, qui donne des cordons de soudure lisses et n'opposant pas d'obstacle à l'écoulement d'égouttage d'excès de barbotine. L'essai commence par saisir l'éprouvette par l'appendice de préhension 8, l'opérateur mettant deux doigts sous les branches de la barrette de préhension 7, de 20 part et d'autre de la tige supérieure 4. Il plonge ensuite la plaque principale 1 dans un bain de la barbotine avant de la ressortir et de laisser la barbotine en excès s'égoutter complètement par la tige d'égouttage 2, et il accroche enfin l'éprouvette par l'anneau d'accrochage 6 à une balance pour mesurer le poids de la couche de barbotine subsistante. Le procédé d'usinage choisi permet d'obtenir une rugosité idoine, 25 puisque représentative des modèles de cire utilisée dans des procédés de moulage à la cire perdue, et régulière sur toutes les faces principales 11. Toutes les surfaces de la plaque principale 1 étant inclinées et en pente vers le bas quand la plaque principale 1 est à l'orientation de service, les surfaces principales 11 étant d'ailleurs verticales et les surfaces transversales inférieures étant même en surplomb, il n'existe aucune zone de stagnation 30 de barbotine en surplus sur la plaque principale 1. La plaque principale 1 se couvre donc 3042599 4 d'une couche de barbotine d'épaisseur uniforme et représentative. Les soudures 3 et 5 permettent à la barbotine en excès de s'écouler vers le bas et finalement de s'égoutter, sans produire de retenue. Les effets de bord, nuisibles aussi à l'homogénéité d'épaisseur de la 5 couche de barbotine subsistante, sont amoindris si la plaque principale 1 a des dimensions suffisantes, par exemple de 150 mm de côté. Son épaisseur est relativement importante, de 3 mm par exemple ou 2 à 4 mm plus généralement, afin d'éviter tout gauchissement pendant l'usinage, qui pourrait encore perturber l'homogénéité de la couche. Les tiges 2 et 4 peuvent avoir 22 mm de longueur chacune et 3 mm de diamètre. La barrette horizontale 10 7 peut avoir le même diamètre que les tiges 2 et 4 et une longueur de 30 mm de chaque côté de la tige supérieure 4. L'anneau d'accrochage 6 peut avoir un diamètre inférieur de 13 mm et un diamètre extérieur de 19 mm. Toutes ces valeurs sont données à titre indicatif et correspondent à une réalisation préférée, mais nullement exclusive, de l'invention. L'utilisation d'autres éprouvettes serait possible. La forme du corps 15 principal en plaque n'est ainsi pas nécessaire, pas plus que la forme en losange, des formes coniques, cylindriques, etc., pouvant par exemple être envisagées. L'utilisation d'une plaque est toutefois préférée, grâce à la possibilité de mettre facilement ses surfaces principales 11, planes, à la rugosité préférée, au moyen du procédé par électro-érosion à fil. D'autres matériaux sont aussi possibles, mais les aciers inoxydables, et notamment la 20 nuance qu'on a mentionnée, se prêtent bien à la création de la rugosité voulue et à une bonne qualité des soudures avec les tiges 2 et 4. La tige d'égouttage 2 n'est pas nécessaire, même si elle rend celui-ci beaucoup plus fiable. La fabrication séparée du corps principal avec l'appendice de préhension 8, et avec la tige d'égouttage 2 quand elle existe, n'est pas nécessaire et des fabrications monobloc sont possibles par découpage ou fabrication 25 additive (par impression tridimensionnelle). Et d'autres valeurs de rugosité peuvent être proposées selon les besoins des essais. REVENDICATIONS1) Eprouvette d'essai de barbotines, comprenant un corps principal (1) à plonger dans les barbotines, un appendice supérieur de préhension (8) relié à un point supérieur du corps principal, le corps principal étant délimité par des surfaces non horizontales et convergeant vers un point inférieur d'égouttage. 2) Eprouvette d'essai de barbotines selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps principal est une plaque principale (1). 3) Eprouvette d'essai de barbotine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque principale (1) a une forme de losange, et le point supérieur et le point inférieur sont des sommets du losange. 4) Eprouvette d'essai de barbotines selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une tige d'égouttage (2) reliée au point inférieur et s'étendant verticalement au-dessous du point inférieur du corps principal. 5) Eprouvette d'essai de barbotines selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le corps principal au moins est en acier inoxydable. 6) Eprouvette d'essai de barbotine selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la plaque principale a une épaisseur comprise entre 2 mm et 4 mm. 7) Eprouvette d'essai de barbotines selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'appendice de préhension (8) comprend un anneau d'accrochage (6), une tige supérieure (4) joignant l'anneau d'accrochage au corps principal (1) et une barrette transversale (7) située à une jonction de l'anneau d'accrochage et de la tige supérieure. 8) Eprouvette d'essai de barbotines selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'appendice de préhension (8) porte une plaque de repérage (10). 3042599 6 9) Eprouvette d'essai de barbotines selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lesdites surfaces non horizontales (11) ont une rugosité arithmétique moyenne de paramètre Ra = 1,3 + 0,3 iirn. 10) Eprouvette d'essai de barbotines selon l'une quelconque des 5 revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la plaque principale a des surfaces principales (11) qui ont une rugosité arithmétique moyenne de paramètre Ra = 1,3 + 0,3 iirn. 11) Procédé de fabrication d'une éprouvette d'accrochage de barbotines selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces non horizontales (11) sont formées par usinage par électro-érosion à fil. 10 12) Procédé de fabrication d'une éprouvette d'accrochage de barbotines selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'appendice de préhension (8) et éventuellement la tige d'égouttage (2) sont soudés à la plaque principale (1) en utilisant un fil d'acier inoxydable comme métal d'apport. 15