Brevet FR3058336A1 — publié le 20180511

PROCEDE A DOUBLE ENDUCTION D'UN MODELE PERDU DE FONDERIE [0001] La présente invention porte sur un procédé à double enduction d'un modèle perdu de fonderie. Le procédé s'applique tout particulièrement à la préparation de modèle perdu de fonderie, utilisé notamment dans l'industrie automobile pour la préparation de pièces de moteurs comme des culasses ou des carters-cylindres. [0002] Pour la réalisation de pièces de fonderie selon la technique du modèle perdu (PMP, Procédé Modèle Perdu), on utilise des intermédiaires en polystyrène. Chacun de ces intermédiaires est un modèle précis de la pièce à obtenir, au retrait du métal près. Chaque modèle comporte un conduit de coulée destiné à assurer l'alimentation en métal liquide du modèle. [0003] Pour obtenir le moule de fonderie nécessaire pour la réalisation de la pièce de fonderie, le modèle est enduit d'un liant réfractaire en solution aqueuse, par exemple en le trempant dans un bain d'enduction, puis il est séché et moulé dans un sable flou et compacté par vibrations, dans une cuve. La pièce de fonderie est enfin obtenue par la coulée de métal liquide directement sur le conduit de coulée émergeant du sable. [0004] L'enduction du modèle en polystyrène est une étape importante dans la réalisation d'un moule pour la technique PMP, car le liant réfractaire utilisé doit garantir l'interface entre le sable formant le moule et le polystyrène expansé formant le modèle. Il est donc important de recouvrir le modèle parfaitement en tout point, à l'intérieur et à l'extérieur, avec la matière d'enduction. [0005] Cependant, des pièces de fonderie telles que la culasse d'un moteur thermique ont des formes très complexes. Lors du séchage de l'enduit, des "gerces" peuvent apparaître, plus particulièrement dans des zones étroites comme des circulations d'eau situées autour d'un collecteur d'échappement intégré de la culasse. La formation de ces "gerces" dans les circulations d'eau du modèle de la culasse entraîne de nombreux rebuts sur les pièces brutes en fonderie, en raison d'un phénomène de grésage. Ce phénomène se caractérise par des grains de sable qui viennent se coller en surface de la pièce aux endroits où il n'y a pas eu d'enduit déposé sur le polystyrène. 3058336 2 [0006] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé d'enduction d'un modèle pour procédé de moulage à modèle perdu dans un bain d'enduction, le procédé comportant: - une première étape d'immersion du modèle à l'intérieur du bain d'enduction suivant une 5 première vitesse d'immersion, et - une étape de retrait du modèle du bain d'enduction, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre: - une deuxième étape d'immersion du modèle à l'intérieur du bain d'enduction suivant une deuxième vitesse d'immersion, 10 - la deuxième vitesse d'immersion étant supérieure à la première vitesse d'immersion. [0007] L'invention permet ainsi de s'assurer que toutes les zones du modèle sont recouvertes d'enduit grâce à la première immersion lente, et de réguler l'homogénéité en épaisseur et en qualité du dépôt d'enduit en surface du modèle grâce à la deuxième immersion à vitesse rapide. L'invention permet ainsi de réaliser une meilleure enduction du 15 modèle en évitant l'apparition de zones non enduites, la formation de gerçures, et/ou de craquelures. En outre, l'invention n'entraîne pas de surcoût pour sa mise en application, dans la mesure où elle nécessite uniquement l'implémentation d'un programme spécifique dans le robot manipulateur des modèles. [0008] Selon une mise en oeuvre, un ratio entre la deuxième vitesse d'immersion divisée 20 par la première vitesse d'immersion est compris entre 20 et 30. [0009] Selon une mise en oeuvre, le ratio entre la deuxième vitesse d'immersion divisée par la première vitesse d'immersion vaut 25. [0010] Selon une mise en oeuvre, la première vitesse d'immersion est de l'ordre de 0,014 m/s, et la deuxième vitesse d'immersion est de l'ordre de 0,35 m/s. 25 [0011] Selon une mise en oeuvre, des vitesses de retrait du bain d'enduction après la première immersion et la deuxième immersion sont supérieures à la première vitesse d'immersion. [0012] Selon une mise en oeuvre, le bain d'enduction contient un liant réfractaire. [0013] Selon une mise en oeuvre, le modèle est un modèle réalisé en polystyrène. 3058336 3 [0014] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0015] La figure 1 est une vue en perspective d'un support portant deux modèles perdus 5 de culasse avant leur immersion dans un bain d'enduit selon la présente invention; [0016] La figure 2 est une vue générale d'un poste d'enduction permettant l'enduction des modèles perdus de culasse; [0017] Les figures 3a à 3d sont des vues en perspective des étapes de mise en oeuvre du procédé d'enduction des modèles perdus de culasse selon la présente invention; 10 [0018] Les figures 4a et 4b sont des vue en perspective de l'intérieur d'une circulation d'eau du modèle perdu de culasse respectivement sans double enduction et avec double enduction du modèle obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention; [0019] La figure 5 est un diagramme des étapes du procédé d'enduction des modèles 15 perdus selon l'invention. [0020] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0021] La figure 1 montre un support 10 portant de chaque côté un modèle perdu de culasse 12. Le modèle 12 est par exemple réalisé dans un matériau à base de 20 polystyrène. Une fois que le support 10 est chargé de modèles 12, le support 10 est positionné par un opérateur sur une table indexée 14 visible en figure 2. Une rotation de la table 14 permet d'amener le support 10 au poste d'enduction 16. [0022] Le poste d'enduction 16 comporte une cuve 20 remplie d'un bain d'enduction 22 contenant un enduit. L'enduit est composé d'un liant réfractaire fin et poreux. L'enduit est 25 par exemple constitué par une poudre à base d'argile en suspension dans une solution aqueuse. [0023] En outre, un robot manipulateur 24 est installé à proximité de la cuve 20. Ce robot 24 est de type six axes, c'est-à-dire que le robot 24 est mobile en translation et en rotation suivant six axes distincts. Le robot 24 comporte un bras portant à son extrémité un système d'accroche 26 permettant d'embarquer plusieurs supports 10 lors de l'enduction, 3058336 4 en l'occurrence deux supports 10. A cet effet, le système d'accroche 26 comporte deux séries de pinces 28 destinées à venir enserrer l'âme d'un support 10 correspondant. Dans l'exemple, le robot 24 manipule ainsi quatre modèles perdus de culasse 12. Toutefois, le nombre de modèles 12 portés par un support 10 ainsi que le nombre de supports 10 5 manipulés par le robot 24 pourront être adaptés en fonction de l'application. [0024] On décrit ci-après, en référence aux figures 3a à 3d ainsi qu'à la figure 5, les étapes du procédé d'enduction des modèles perdus de culasse 12 suivant l'invention. [0025] Dans une première étape 101, les modèles 12 sont immergés une première fois à l'intérieur du bain d'enduction 22 suivant une première vitesse d'immersion V1, comme 10 cela est représenté sur la figure 3a. Cette première vitesse d'immersion V1 est lente de manière à éviter la casse du polystyrène lors de l'entrée du modèle 12 dans le bain d'enduction 22. En effet, une contre force trop violente provoquée par la poussée d'Archimède pourrait être dommageable pour le polystyrène. En outre, la première vitesse d'immersion V1 doit être suffisamment lente pour permettre à l'enduit de pénétrer 15 notamment à l'intérieur d'orifices internes des modèles perdus de culasse 12 pour recouvrir la totalité des surfaces internes. [0026] Comme cela est représenté sur la figure 3b, les modèles 12 sont ensuite retirés du bain d'enduction 22 dans une étape 102. [0027] Comme cela est représenté sur la figure 3c, dans une étape 103, les modèles 12 20 sont ensuite immergés une deuxième fois à l'intérieur du bain 22 suivant une deuxième vitesse d'immersion V2 qui est supérieure à la première vitesse d'immersion V1. Cette deuxième immersion permet d'obtenir un rinçage et un laminage optimal de l'enduit sur la surface des modèles 12 de sorte à réguler l'épaisseur du dépôt d'enduit suivant toute la surface des modèles 12. 25 [0028] Avantageusement, afin d'obtenir l'effet de laminage et de rinçage attendu, un ratio entre la deuxième vitesse d'immersion V2 divisée par la première vitesse d'immersion V1 est compris entre 20 et 30, de préférence égal à 25. Suivant un exemple de mise en oeuvre particulier, la première vitesse d'immersion V1 est de l'ordre de 0,014 m/s, tandis que la deuxième vitesse d'immersion V2 est de l'ordre de 0,35 m/s. 30 [0029] Comme cela est représenté sur la figure 3d, les modèles 12 sont ensuite retirés du bain 22, dans une étape 104. 3058336 5 [0030] Les modèles 12 sont ensuite égouttés dans une étape 105. A cet effet, les modèles 12 portés par le robot 24 sont conservés en suspens au-dessus du bain d'enduction 22. Le robot 24 pourra incliner les supports 10 sous différents angles pour vider les modèles 12 d'un excédent d'enduit. 5 [0031] On précise également que les vitesses V1' et V2' suivant lesquelles le robot 24 retire les modèles 12 du bain 22, respectivement après la première et la deuxième immersion, pourront être les mêmes que celle de la deuxième vitesse d'immersion V2. En variante, les vitesses V1' et V2' pourront être différentes de la deuxième vitesse d'immersion V2. Dans tous les cas, afin de minimiser le temps de mise en oeuvre du 10 procédé, ces vitesses V1' et V2' sont de préférence supérieures à la première vitesse d'immersion V1. [0032] Comme cela est illustré par les figures 4a et 4b, on remarque que sans double immersion, il se forme des gerçures 32 dans des zones étroites 33 comme les canaux de circulation d'eau. En revanche, avec une double immersion réalisée suivant l'invention, les 15 gerçures 32 disparaissent dans les zones étroites 33, ce qui permet d'obtenir par la suite une culasse sans rebuts en fonderie, du fait de l'absence du phénomène de grésage. [0033] L'invention n'entraîne pas de surcoût pour sa mise en application, dans la mesure où elle nécessite uniquement l'implémentation d'un programme spécifique dans le robot manipulateur 24. 20 REVENDICATIONS1. Procédé d'enduction d'un modèle (12) pour procédé de moulage à modèle perdu dans un bain d'enduction (22), ledit procédé comportant: - une première étape (101) d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur dudit bain d'enduction (22) suivant une première vitesse d'immersion (V1), et - une étape (102) de retrait dudit modèle (12) du bain d'enduction (22), caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre: - une deuxième étape (103) d'immersion dudit modèle (12) à l'intérieur du bain d'enduction (22) suivant une deuxième vitesse d'immersion (V2), - ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) étant supérieure à ladite première vitesse d'immersion (V1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ratio entre ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) divisée par ladite première vitesse d'immersion (V1) est compris entre 20 et 30. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit ratio entre ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) divisée par ladite première vitesse d'immersion (V1) vaut 25. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première vitesse d'immersion (V1) est de l'ordre de 0,014 m/s, et ladite deuxième vitesse d'immersion (V2) est de l'ordre de 0,35 m/s. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des vitesses de retrait (V1', V2') dudit bain d'enduction (22) après ladite première immersion et ladite deuxième immersion sont supérieures à ladite première vitesse d'immersion (V1). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit bain d'enduction (22) contient un liant réfractaire. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit modèle (12) est un modèle réalisé en polystyrène.