Moulage en sable

Comment ça marche

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   Fabriquer un modèle. Un modèle est une copie grandeur nature de la pièce, en bois, en plastique ou en métal. Il est fait légèrement surdimensionné, car le métal se rétracte en refroidissant.

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   Tasser du sable autour. Le modèle est placé dans un châssis en deux parties. Du sable mélangé à de l'argile et de l'eau (sable à vert) ou à un liant résineux est foulé (pressé fort) autour jusqu'à tenir sa forme.

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   Retirer le modèle, poser le noyau, fermer le moule. La moitié supérieure (le châssis supérieur) est soulevée de la moitié inférieure (le châssis inférieur) et le modèle est retiré, laissant une empreinte. Un noyau (un insert en sable durci) est mis en place pour former un trou intérieur, des canaux sont creusés, et les moitiés sont refermées. Le joint où elles se rejoignent est le plan de joint.

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   Couler. Le métal en fusion est versé depuis une poche dans l'entonnoir de coulée. Il descend dans la descente de coulée (canal vertical), suit le canal de coulée (canal horizontal) et remplit l'empreinte.

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   Laisser solidifier. Le refroidissement prend quelques minutes pour les petites pièces, et des heures, voire des jours, pour les très grandes. Une masselotte (un réservoir de métal supplémentaire) continue d'alimenter la pièce pendant sa rétraction : la cavité de retrait se forme donc dans la masselotte plutôt que dans la pièce.

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   Décocher et finir. Le sable est secoué et recyclé. La descente de coulée et les masselottes sont coupées, la surface est nettoyée, souvent par grenaillage (projection de petites billes d'acier), et les faces importantes sont usinées.

Chiffres clés

Matériaux

Presque tout métal qu'on peut fondre : fonte grise et fonte ductile, acier, aluminium, bronze, laiton, magnésium

Pièces typiques

Blocs-moteurs, culasses, corps de pompes et de vannes, carters de boîtes de vitesses, plaques d'égout, bâtis de machines

Taille de pièce

De quelques centimètres à plusieurs mètres de large ; de quelques grammes à plus de 100 tonnes

Précision

Généralement d'environ ±0,5 à ±2 mm, davantage sur les grandes pièces

État de surface

Rugueux et granuleux : Ra (rugosité moyenne) d'environ 6 à 25 µm

Taille de série adaptée

De la pièce unique et du prototype (moulage à la main) à des millions de pièces (lignes de moulage automatisées)

Coût d'outillage et de machine

Modèles de quelques centaines à des dizaines de milliers de dollars ; les lignes de moulage automatisées coûtent des millions

Vitesse

Des heures par moule à la main ; les lignes automatisées font jusqu'à plusieurs centaines de moules par heure. Le refroidissement ajoute de quelques minutes à quelques heures

Atouts et limites

Où on l'utilise

• AutomobileBlocs-moteurs en fonte, culasses, tambours de frein, carters de différentiel
• Pompes et vannesCorps de pompes, corps de vannes, roues à aubes
• Machines lourdesBâtis de machines-outils, carters de boîtes de vitesses, équipements miniers et de chantier
• Énergie et marineMoyeux d'éoliennes, carters de turbines, hélices de navires
• Infrastructures urbainesPlaques d'égout, grilles d'évacuation, raccords de tuyauterie
• Articles pour la maisonPoêles en fonte, pièces de poêles à bois, cloches

Comment le reconnaître

• Une surface granuleuse et mate, comme du papier de verre fin, sur toutes les zones qui n'ont pas été usinées.
• Un mince joint ou un petit décrochement qui fait le tour de la pièce : le plan de joint, là où les châssis supérieur et inférieur se rejoignaient.
• Des plages planes et meulées là où la descente de coulée, les canaux et les masselottes ont été retirés.
• Des faces usinées brillantes (brides de boulonnage, alésages) juste à côté de surfaces brutes de fonderie.

À comparer avec

À regarder

Sand Casting Process: All Steps explained and demonstrated in an workshop experiment

dharmesh barodiya · Chaque étape, du modèle à la pièce coulée finie, dans un atelier pédagogique

FOUNDRY CASTING Making a Sand Mold part 1 TUBALCAIN

mrpete222 · Comment un moule en sable à vert est foulé à la main dans un châssis supérieur et inférieur

Sustainable and Efficient Green Sand Casting | General Foundry Service

General Foundry Service · À quoi ressemblent une fonderie industrielle de sable à vert et sa coulée

Animation of a complete DISAMATIC foundry with SAM Mixer

DISA · Comment une ligne automatisée fabrique et coule des moules pour la production de masse

Voir de vraies photos

• Wikipédia : Sand casting — photos de moules, de châssis, de noyaux et de pièces coulées, plus un schéma du procédé
• Wikipédia : DISAMATIC — la machine automatisée qui fabrique des moules en sable à plan de joint vertical
• Recherche de photos sur Wikimedia Commons