Moteur automobile

1
La Fonderie
2
Sommaire

• Moule non permanent
• Moule permanent
• Application industrielle

3
MOULAGE AU SABLE Moulage non permanent -moule
déformable (en sable vert)
-moule rigide (sable aggloméré)
Fabrication dun moule en sable vert
manuellement ou mécaniquement
Quatre modes de serrages

• Par pression

• Par secousses

• Par pression et secousses

• Par projection

4

• Fabrication en sable aggloméré effectuée à
  laide de liants
• Deux types de modèles
• Destructible en polystyrène expansé, en rée ou en
  cire
• Au naturel en bois ou en cire

5
CHOIX DU MODELE
Classes de modèles Classes de modèles Nombre de pièces Nombre de pièces Nombre de pièces Mode de moulage Mode de moulage
Classes de modèles Classes de modèles Unitaire Petite à moyennesérie Grandesérie Moulage à la main moulage mécanique
Planche à trousser Planche à trousser          
Carcasse et squelette Carcasse et squelette          
Modèledestructible Polystyrèneexpansé          
Modèledestructible Cire, uréePS injecté          
Modèle au naturel Modèle au naturel          
Plaque-modèle Plaque-modèle          
tableau du choix des modèles 
6
LE NOYAU Permet dobtenir des formes intérieures
ou extérieures de la formes brutes Qualités
nécessaires Être perméable Résister à la
chaleur Ne pas avoir de reprise dhumidité
7
Les défauts dû au sable La soufflure due aux
bulles dair dans la pièce manque de
perméabilité ou coulée trop lente
Labreuvage dû au mélange sable métal par manque
de serrage
8
Moule permanent
Les Avantages

• Rigidité de l'empreinte
• Grande précision dimensionnelle et d'état de
  surface
• Conductibilité thermique élevé

9
Moule permanent
Conséquences pour la pièce

• Un meilleur état de surface
• Des caractéristiques mécaniques de l'alliage
  plus élevées
• Une plus grande précision dimensionnelle

10
Conditions de choix du procédé
Procédés Remplissage et Alimentation Type de moule Série Minimum Cadence Moyenne Durée de vie Moyenne du moule
En coquille Par gravité Métallique, Noyaux en sable possibles 2.000 pièces 15 p/heure 40.000 pièces
Haute pression Pression du métal par piston Entièrement Métallique 20.000 pièces 50 Injec/h 70.000 injections
Basse pression Pression du métal par air comprimé Métallique, Noyaux en sable possible 5.000 pièces 20 Injec/h 40.000 injections
Centrifugation Force centrifuge Métallique ou en graphite Pièce unitaire possible 5 à 10 p/h N/A
Continue Pesanteur Filière métallique ou en graphite Grande série nécessaire 350 mm/mn N/A

• Facteurs qui constituent une partie du cahier
  des charges de cette pièce (Importance de la
  série, Etat de surface, Taille de la pièce .. )

• Facteurs spécifiques à la fabrication d'une
  pièce (Coût dentretien de loutillage,
  importance de l ébarbage, qualité de
  
  main dœuvre)

11
Conditions de choix du procédé

• Donc à partir dun certain nombre de pièce (
  autour de 2000) on peux envisager le moule
  permanent
• Dautre part les coûts dusinage sont plus
  faibles sur une pièce coulée en coquille

12
Moulage par centrifugation

• Cest une technique de transformation limitée à
  la production de corps axisymétriques.
• Nécessité dentraîner les moules à vitesse élevée
  afin de générer une force centrifuge suffisante
  pour effectuer une élaboration correcte du
  matériau.
• Avantage réside dans en sa capacité à mettre en
  œuvre de grandes quantités de matières premières
  dans un temps court (environ 1000 kg/h)

13
Moulage par centrifugation
Métal en fusion verser dans moule cylindrique
Les particules non métalliques sont expulsées
vers le centre et la solidification commence.
La solidification sachève, le métal est formé et
les oxydes restent au centre.
Après usinage, nous obtenons une pièce uniforme,
sans défaut ni oxyde.
14
Moulage en coquille par gravité
La pièce est obtenue à partir dun moule
métallique, par la seule action du poids de
lalliage Liquide.
15
Moulage en coquille par gravité
16
Moulage basse pression
On utilise une légère pression dair (700 à 800
g/cm²) appliqué sur la surface de lalliage
liquide pour obliger celui-ci à remplir
lempreinte dun moule.

• Applications
• Mieux adaptés pour les pièces qui ont une
  symétrie axiale
• La plupart des jantes de voitures sont coulés de
  cette manière
• Limitations pour les pièces avec des évidement
  obtenus à partir de noyaux de sable, il faut
  baisser la pression a 200
  g/cm².

17
Moulage basse pression
4 étapes
18
Moulage haute pression
En coulée sous pression lalliage liquide est
poussé par un piston dans lempreinte en un temps
très court 0.1 sec en moyenne. Une surpression
assure ensuite lalimentation de la pièce en
alliage liquide pendant la solidification.

• Intérêts
• Supprimer partiellement ou totalement lusinage
• Dexcellents états de surface et de très bonnes
  précisions ( 0.5 mm sur une cote de 100 mm)
• De faible épaisseur
• Totalement automatisé

19
Deux machines
A chambre froide
A chambre chaude
20
Deux machines
A chambre froide
A chambre chaude

• Force de fermeture variable de 500 à 3000 KN

• Force de fermeture variable de 50 à 1200 KN

21
Forgeage Liquide
Le métal liquide est introduit dans le semi moule
où est déjà posée la préforme. Une presse referme
le moule obligeant le métal dépouser sa forme et
en même temps de sinfiltrer dans la préforme
pour former le composite

• Intérêts
• Former des alliages renforcés par des fibres
• Eliminer la porosité
• Doubler la résistance à la compression
• Doubler la résistance à la fatigue à haute
  température
• Utilisé pour les Pistons de moteur Diesel

22
Semi-Solid Metal (SSM)
Le métal est préparé en avance , il est traité et
chauffé pour avoir 40-50 en état liquide, puis
il est injecté comme dans le procédé de la
chambre froide mais avec une vitesse plus faible.

• Intérêts
• Excellente microstructure par rapport aux autres
  procédés
• Pas de Porosité
• Procédés en cours de développement et sujet de
  plusieurs recherche ( breveté par
  MIT )

23
Moteur automobile
24
Pièces moulées dans lautomobile

• Les pièces moulées représentent 16 du poids
  total dun véhicule
• lautomobile absorbe plus de 50 des pièces
  produites par les entreprises de fonderie.

Culasse de moteur Technique de fonderie bien
connue qui est lutilisation de la fonte en
coquille basse pression.
25
Moteur PSA BMW
Réalisation des culasses avec une technique
innovante cest la fonderie à modèle perdu.

• Objectif de cette méthode
• Avoir un moteur plus léger
• nombreuses opérations dusinage mécanique
  supprimées

26
Principe du polystyrène expansé PSE

• Les perles de polystyrène expansible sont
  soumises à la chaleur de la vapeur deau.

• Sous leffet de la température, elles se dilatent

• Ces perles expansées sont ensuite injectées sous
  pression dans un moule et soumises à nouveau à la
  vapeur deau où elles se soudent entre elles et
  prennent la forme du moule.

27
Procédé du moulage Lost foam

• Fabrication de la réplique exacte de la pièce à
  fabriquer en polystyrène expansé.

• Les modèles en polystyrène sont assemblés en
  grappe et plongés dans un bain pour y être enduit
  d'une couche réfractaire.

• L'ensemble est ensuite mis dans un bac vibrant
  que l'on remplit progressivement de sable.

• L'alliage en fusion est coulé dans le moule ce
  qui sublime le modèle en polystyrène.

• Après refroidissement, le sable est retiré et la
  surface de la pièce nettoyée.

28
Production en grandes séries
Avantages
Grande précision
Meilleure rentabilité et qualité
Réduction dopérations dusinage
Réalisation de pièces complexes
Moteur plus léger
29
Modèle de culasse en polystyrène expansé
Culasse obtenue par moulage lost foam
Production 2500 unités/jour moulage automatisé
30
Bibliographie Sitographie

• www.technicome.com/MG_Fonderie_alu.htm
• www.angers.ensam.fr/ressources/fonderie/panhard_ri
  chemont/cadres/cadre_moule_non_per.htm
• http//www.cimd.fr/fr_savoirfaire_modesdelaboratio
  n.htm
• http//www.psa-peugeot-citroen.com/document/presse
  _dossier/DP_PSA_BMW1103281798.pdf
• Fonderie Elements fondamentaux (L. Gia
  Brueri-Dunod 1983 )

31
Merci !!!