Fonderie à modèle perdu (mousse perdue)

Du métal coulé sur une copie en mousse enterrée dans du sable meuble

La fonderie à mousse perdue enterre une copie en mousse de la pièce dans du sable meuble et coule le métal directement dessus. Le métal chaud vaporise la mousse et prend sa place exacte. Les blocs-moteurs, les culasses et les pièces de moteurs hors-bord sont faits ainsi, souvent avec des passages internes complexes qui demanderaient de nombreux noyaux en moulage en sable.

Fonderie à mousse perdue · enduire, enterrer, coulerLisez les trois vignettes de gauche à droite ; les numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous.

Comment ça marche

Faire une copie en mousse. Le modèle est moulé à partir de billes de polystyrène expansé, la même mousse légère qu'un gobelet jetable, ou découpé à la main pour les pièces uniques. Des descentes en mousse sont collées, et les pièces complexes peuvent être collées à partir de plusieurs tranches de mousse.
L'enduire. La mousse est trempée dans un fin enduit réfractaire (résistant à la chaleur) et séchée. L'enduit empêche le sable d'entrer mais laisse passer le gaz.
L'enterrer dans du sable meuble. La mousse enduite va dans un châssis, et du sable sec sans liant est versé tout autour. Secouer le châssis sur une table vibrante tasse le sable dans chaque creux.
Couler. Le métal en fusion est coulé sur la descente en mousse. La mousse fond et se transforme en gaz juste devant le métal, et le gaz s'échappe à travers l'enduit dans le sable.
Vider le sable. Après refroidissement, le châssis est renversé ; le sable meuble s'écoule et est réutilisé. La pièce coulée est sortie et sa descente est coupée.

Chiffres clés

Matériaux: Surtout des alliages d'aluminium et de la fonte ; aussi un peu d'acier et d'alliages de cuivre
Pièces typiques: Blocs-moteurs et culasses, collecteurs d'admission, carters de moteurs hors-bord, corps de pompes et de vannes, œuvres d'art
Taille de pièce: De moins de 1 kg à plusieurs centaines de kilogrammes
Précision: Environ ±0,3 à ±0,5 mm sur un détail de 100 mm
État de surface: Ra (rugosité moyenne) d'environ 2,5 à 25 µm, montrant souvent une faible texture de billes de mousse
Taille de série adaptée: Gros volume avec de la mousse moulée ; pièces uniques avec de la mousse découpée à la main
Coût d'outillage et de machine: Les moules en aluminium pour la mousse coûtent des dizaines de milliers de dollars ; les lignes automatisées coûtent des millions
Vitesse: Le refroidissement prend de quelques minutes à une heure ; les lignes automatisées remplissent un châssis environ chaque minute

Atouts et limites

Atouts

Formes complexes et passages internes sans noyaux
Pas de plan de joint, donc pas de bavure
Le sable meuble sans liant se réutilise facilement
Plusieurs pièces peuvent être combinées en une seule pièce coulée

Limites

Un nouveau modèle en mousse est brûlé pour chaque pièce
Les modèles en mousse fragiles s'abîment facilement
Les résidus de mousse peuvent causer des défauts comme des replis ou des marques de carbone
Mouler les modèles en mousse demande un outillage coûteux pour la production en volume

Où on l'utilise

AutomobileBlocs-moteurs, culasses, vilebrequins, collecteurs
MarineBlocs et carters de moteurs hors-bord
Pompes et vannesCarters de pompes, corps de vannes, raccords de tuyaux
MachinesCarters de boîtes de vitesses, supports
Art et prototypageSculptures et pièces uniques à partir de mousse sculptée à la main

Comment le reconnaître

Un faible motif de petites alvéoles rondes à la surface, laissées par les billes de mousse.
Aucune ligne de joint nulle part sur la pièce.
Des lignes de colle là où des tranches de mousse ont été assemblées, parfois visibles comme de fines arêtes.
Des passages internes complexes d'une seule pièce, sans trous de portées de noyaux.

À comparer avec

Moulage en sable1.1le modèle est retiré du sable lié avant la coulée, donc le moule a deux moitiés et un plan de joint.Fonderie à cire perdue1.2utilise aussi un modèle perdu, mais de la cire dans une coque en céramique, donnant des détails plus fins sur des pièces plus petites.Moulage en coquille1.3un moule métallique réutilisable au lieu d'un modèle consommé.

À regarder

Heinrichs Made · Un parcours pour débutants : sculpter la mousse, l'enterrer dans le sable, couler, le résultat

Brian J · Une coulée dans un petit atelier, du modèle en mousse à la pièce finie

FATA Aluminum · Une usine industrielle qui fabrique des blocs-moteurs par mousse perdue

Завод АКС, ЛВМ и ЛГМ технология литья · Une ligne automatisée : châssis, compactage du sable et coulée

Voir de vraies photos

Wikipédia : Fonderie à mousse perdue — aperçu du procédé et histoire ; peu de photos, donc utilisez la recherche ci-dessous
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

Le modèle en mousse n'est jamais retiré : le métal le brûle.
Le sable meuble sans liant et l'absence de plan de joint rendent le moule simple.
Très bien pour les pièces complexes d'une seule pièce comme les blocs-moteurs.